分析计算航天飞机气动系数的边界元局部方法

空间运载工具设计阶段为分析比较不同外形高超音速各流动领域的性能,广泛应用局部方法。在其原始形式下,形状函数计算繁复,并限于简单几何外形组成的轴对称体。用边界元局部方法进行形状函数计算,可免去原局部方法面积分的繁复和藉助表格的局限。对STS-1轨道飞行器外形进行计算得到丁形状函数,并根据实验数据确定领域系数。由此计算出飞行器的法向力、轴向力和俯仰力矩系数,计算结果与实验数据相符。     

陶瓷基复合材料力学性能计算及涡轮导叶宏观响应分析方法

针对涡轮导叶宏观热力学响应,将化学气相沉积工艺2D编织SiCf /SiC陶瓷基复合材料完成拉伸试验并将该试件进行分割,对分割后的试样进行断面电镜扫描,测量统计细观编织结构参数,建立考虑缺陷位置和形状的代表性体积单元模型。采用细观有限元方法,应用该模型计算得到SiCf /SiC陶瓷基复合材料的宏观弹性常数。结果表明：面内拉伸模量预测值比试验值低4.4%,剪切模量预测值比试验值高7.8%。结合陶瓷基复合材料涡轮导叶的加工工艺,建立了材料分布映射模型,对导叶典型特征结构件在给定热载荷下的宏观响应进行预测。结果表明：涡轮导叶典型结构加热段尾缘第1主应变预测值比试验值低5.5%。     

3J40轴尖受压破坏过程及失效机理研究

基于3J40轴尖与红刚玉平面接触受压开裂失效分析案例,对3J40轴尖受压破坏过程及机理进行了研究。通过体视显微镜、扫描电镜等手段对3J40轴尖开裂特征及断口形貌进行了观察,同时采用有限元分析手段对轴尖服役状态下的应力分布和破坏机理进行了分析。结果表明,3J40轴尖球形表面在红刚玉平面的压应力作用下被压平,形成Φ220 μm的平面区域,轴尖与红刚玉压紧后发生塑性变形,轴尖与平面接触边缘剪应力最大,成为开裂源区,发生剪切破坏;随后裂纹继续沿轴向扩展至轴尖腰部附近,扩展方向发生90°偏转,最终断裂。基于Hertz接触理论对上述接触问题进行了计算,结合有限元分析结果发现,高硬度3J40球头材料内部存在较大的剪应力和应变,因此在服役过程中容易发生剪切破坏,该结果对球头材料性能优化和结构设计均有重要意义。     

贮箱法兰O形环密封特性研究

利用ABAQUS有限元分析软件,对某航天器贮箱容器GH4169合金O形密封环（简称O形环）进行了有限元分析,探讨了O形环不同压缩率、尺寸、涂层因素对O形环回弹及密封性能的影响。结果表明：压缩率是O形环回弹特性的重要影响因素,不同压缩率下O形环回弹量和回弹率有较大差别;O形环结构尺寸（外径、壁厚）对接触应力等接触性能影响较大;增加涂层有助于提高接触面宽度,但接触应力会有所降低。因此,法兰密封设计中密封环的选取需要综合考虑压缩量、结构尺寸、涂层等影响因素。     

橡胶变形响应的非线性有限元分析

由于材料及几何两方面的原因,橡胶有限元分析中具有很强的非线性性质。此外,又因为问题中含有不可压约束条件,使得分析变得更加复杂,其结果,不恰当的单元列式将导致“锁闭”现象,从而得出错误的解答;使用低阶单元会造成压力的不稳定;等。本文将讨论并比较不同的能量函数及有限元列式,推导本构关系式,并建议一种新的迭代技术,已经通过一些典型例题的解析和数值解,证明了它们有优良的数值特性及逼近绝对不可压缩体的能力。     

固体发动机喷管内两相流的有限元数值模拟

本文给出了固体发动机喷管内两相流的数值模似。从非守恒型两相流甚本方程出发,采用加权积分技术,导出了离散点的流动物理量的有限元数值计算公式。数值模拟分别与JPL喷管的两相流壁面静压分布测量结果以及与差分法计算结果作了比较,比较结果表明:二者是吻合的。本文还以中型喷管为例,计算了粒子的轨迹,粒子的速度滞后和燃气的温度滞后,计算结果表明;入口粒子冲击角对粒子轨迹有明显的影响。     

某型飞机发动机安装架强度分析

某型飞机在换装新型大功率发动机后,对其发动机安装架也进行了相应的改进设计。本文就改进设计后的发动机安装架建立了有限元模型,并对其进行了载荷分析和强度校核。结果表明,该型飞机发动机安装架改进设计合理,改进后强度能满足使用要求。     

涡轴发动机整机受迫振动分析

涡轴发动机的一种常见的安装方式是其主安装节直接与主减速器相连,对这种安装形式下涡轴发动机的受迫振动问题进行了研究.首先讨论了其结构特点并对引起激振力的原因进行了分析,然后对激振力引起的轴向力、弯距在各承力件上沿轴向的分布规律进行了分析,介绍了受迫振动响应分析和有限元方法.发动机整机振动试验证明了该方法的有效性.      

大型柔性整流罩抛罩多体动力学仿真

在考虑结构弹性变形、空间大范围相对运动，以及弹性运动与刚体运动耦合的基础上，建立了运载火箭整流罩的有限元分析模型。采用MSC．NASTRAN和ADAMS软件仿真模拟了新一代大运载火箭整流罩不同设计方案的地面分离，并与试验结果进行了比较。分析表明，整流罩的多个仿真模拟分离参数与试验值较为接近，证明本文的整流罩抛罩多体动力学仿真方法有效。     

10 Gbit/s伪随机序列光纤通信系统PMD补偿

光纤通信线路检测到的电功率随差分群延迟变化,可作为PMD补偿的反馈控制信号。给出了这一变化关系的理论计算和曲线并通过实验验证这一关系,确定电压信号与DGD的变化关系。建立了一套完整的实验系统,并考虑了影响反馈电压信号的多种因素以及减小这些影响的措施。通过眼图给出的实验结果说明了补偿的效果,还通过误码测试仪测量了补偿前后的接收灵敏度的改变以定量说明补偿的效果,最后比较了不同情况下的补偿结果。