航天发动机引压管路随机振动疲劳失效分析 被引量：1

1

作者 肖策 张晋岢 +2 位作者 韩奕晨 李哲 周建平 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期104-114,共11页

航天发动机引压管结构在随机振动载荷下产生疲劳损伤累积,导致微管路结构疲劳失效,影响发动机安全服役。为此,开展预应力下航天发动机微管路疲劳失效机理分析及寿命评估方法研究。首先对管路随机振动试验结果进行分析,通过多尺度断口形... 航天发动机引压管结构在随机振动载荷下产生疲劳损伤累积,导致微管路结构疲劳失效,影响发动机安全服役。为此,开展预应力下航天发动机微管路疲劳失效机理分析及寿命评估方法研究。首先对管路随机振动试验结果进行分析,通过多尺度断口形貌分析,明确疲劳损伤演化机理;然后以试验中管路两端加速度采集数据为输入,基于Ansys有限元仿真软件建立多源激励及预应力下管路随机振动预示模型;随后提取动响应最大的危险点功率谱密度函数,在Matlab软件中对比了5种常用随机振动疲劳寿命频域评估模型,结果表明Tovo-Benasciutti模型的评估结果与试验误差最小;最后基于上述振动疲劳寿命方法,系统性地分析了管路内压、管路接头位移及管路绑定附加质量等真实服役工况对管路振动特性及疲劳寿命的影响。 展开更多

关键词 微管路结构 随机振动 疲劳寿命评估 预应力模态分析 应力幅值概率密度函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

氧化亚氮自增压液体火箭动力系统设计与仿真

2

作者 冯杰 汪嘉睿 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期10-20,共11页

为了确定氧化亚氮双组元自增压液体推进系统的理想构型,并且为随后的部件级细化设计与火箭总体设计快速地提供准确的关键参数,以REFPROP模型为基础,使用Modelica语言搭建了动力系统与外弹道耦合的氧化亚氮液体火箭发动机系统模型库。通... 为了确定氧化亚氮双组元自增压液体推进系统的理想构型,并且为随后的部件级细化设计与火箭总体设计快速地提供准确的关键参数,以REFPROP模型为基础,使用Modelica语言搭建了动力系统与外弹道耦合的氧化亚氮液体火箭发动机系统模型库。通过公开发表文献中的实验与仿真数据对系统库中的N_(2)O自增压贮箱模块进行验证,压力与质量结果的一致性良好。借助该系统模型库探究了两种典型的不同增压方式的N_(2)O双组元液体火箭发动机在运行过程中的不同表现,结果显示共用N_(2)O压力源的贮箱相比分开增压的贮箱,其压力和流量衰减更快,但是氧燃比变化更加稳定。针对一型用于飞行控制系统验证的小型液体探空火箭,计算了使用同一套供应系统时,不同燃烧室室压对火箭飞行情况的影响,结果表明在288 K的环境温度下,当室压提高至N_(2)O贮箱压力的约82%以上时,火箭的有动力段飞行时间能够达到8 s,同时最大飞行高度大于5.0 km。 展开更多

关键词 挤压式液体探空火箭 氧化亚氮 自增压 MODELICA 系统仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

流量调节器-管路系统频率特性及稳定性 被引量：12

3

作者 刘上 刘红军 +2 位作者 徐浩海 程亚威 陈宏玉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期631-638,共8页

针对某型流量调节器及管路系统,建立了描述其动态特性的频域分析模型,研究了系统在入口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性。结果表明系统响应的谐振频率反映了管路的声学特性,而调节器滑阀的作动,对谐振峰具有放大效果。通... 针对某型流量调节器及管路系统,建立了描述其动态特性的频域分析模型,研究了系统在入口压力扰动下的频率响应特性以及系统的固有稳定性。结果表明系统响应的谐振频率反映了管路的声学特性,而调节器滑阀的作动,对谐振峰具有放大效果。通过分析系统在不同参数下的固有复频率,获得了系统稳定性边界随入口阻力的变化规律。当入口阻力由0向匹配阻力递增时,系统不稳定的区间不断缩小。当入口阻力超过某一值后,系统的不稳定区间消失。系统产生不稳定的机理是,在一定的频率范围内,流量调节器表现出负阻力特性,且当负阻力效果超过入口阻力耗散时,所在的频率范围就是系统的不稳定频率区间。若管路长度决定的系统固有振荡频率落入不稳定的频率区间内,则系统在此固有频率下产生不稳定。 展开更多

关键词 流量调节器 管路 频率特性 稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

两股互击式喷嘴雾化研究及应用 被引量：16

4

作者 张蒙正 傅永贵 +1 位作者 张泽平 李平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期73-76,共4页

用激光全息及图像处理技术，研究两股互击式喷嘴的撞击状况及雾化性能，获得了喷嘴的雾化性能参数，在喷嘴的水试雾化性能、热试燃烧效率及比冲对比后，提出用水试雾化性能评估其热试效果，检验喷嘴的加工质量。此技术已用于小推力发动... 用激光全息及图像处理技术，研究两股互击式喷嘴的撞击状况及雾化性能，获得了喷嘴的雾化性能参数，在喷嘴的水试雾化性能、热试燃烧效率及比冲对比后，提出用水试雾化性能评估其热试效果，检验喷嘴的加工质量。此技术已用于小推力发动机喷嘴的筛选。 展开更多

关键词 撞击式喷嘴 推进剂 雾化 全息摄影 液体火箭

在线阅读 下载PDF 职称材料

两股互击式喷嘴雾化性能实验研究 被引量：21

5

作者 张蒙正 张泽平 +1 位作者 李鳌 王玫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期57-59,共3页

用激光全息及图像处理技术,研究了双股互击式喷嘴的雾化性能。实验发现,喷嘴的撞击夹角增大、孔径比减小、两射流的动量比减小均会使喷雾的破碎长度和液滴直径减小。在初始雾化区域,液膜和液丝的速度与射流的速度基本相同,液滴的运动速... 用激光全息及图像处理技术,研究了双股互击式喷嘴的雾化性能。实验发现,喷嘴的撞击夹角增大、孔径比减小、两射流的动量比减小均会使喷雾的破碎长度和液滴直径减小。在初始雾化区域,液膜和液丝的速度与射流的速度基本相同,液滴的运动速度略小于射流速度。通过实验数据的分析整理,获得了喷雾的索特尔平均直径的经验公式。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 双股互击式喷嘴 雾化性

在线阅读 下载PDF 职称材料

N_2O单组元微推进系统贮箱自增压特性 被引量：9

6

作者 孙威 方杰 蔡国飙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1290-1293,共4页

建立了氧化亚氮(N2O)贮箱自增压地面试验系统,针对亚牛级氧化亚氮单组元微推进系统的推进剂自增压供给过程开展了初步测试试验.基于三区域集总参数物理模型建立了氧化亚氮单组元微推进系统贮箱自增压数学模型,针对相同试验条件下的贮箱... 建立了氧化亚氮(N2O)贮箱自增压地面试验系统,针对亚牛级氧化亚氮单组元微推进系统的推进剂自增压供给过程开展了初步测试试验.基于三区域集总参数物理模型建立了氧化亚氮单组元微推进系统贮箱自增压数学模型,针对相同试验条件下的贮箱自增压过程开展了数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,验证了仿真模型的准确性.仿真及试验结果均表明,为了确保推力器工作全过程中推进剂供应稳定,在亚牛级氧化亚氮单组元微推进系统的自增压过程中需要对氧化亚氮贮箱进行热量补偿来保证贮箱压力的稳定性,而贮箱压力下降速度分别随着贮箱初始充填率的减少、贮箱容积的减小及氧化亚氮质量流率的增加而增大. 展开更多

关键词 微推进系统 氧化亚氮(N2O) 推进剂贮箱 自增压

在线阅读 下载PDF 职称材料

低温推进剂单管输送系统的循环预冷实验研究 被引量：4

7

作者 张亮 林文胜 +1 位作者 鲁雪生 顾安忠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期282-285,共4页

采用了外加循环支管方式抑制火箭发动机中低温推进剂输送管路中产生的间歇泉现象,对外加支管的低温推进剂单管输送循环预冷系统进行了数值模拟及实验研究。研究了在外加循环支管的管路结构下,增压对循环预冷过程的影响。实验结果表明:... 采用了外加循环支管方式抑制火箭发动机中低温推进剂输送管路中产生的间歇泉现象,对外加支管的低温推进剂单管输送循环预冷系统进行了数值模拟及实验研究。研究了在外加循环支管的管路结构下,增压对循环预冷过程的影响。实验结果表明:单管输送系统中采用外加循环支管的方式可以使整个管路形成循环,这种方法可以有效抑制低温推进剂输送管路中间歇泉现象的产生。 展开更多

关键词 低温推进剂 单管输送 自然循环 间歇泉 二相流

在线阅读 下载PDF 职称材料

电磁阀动态特性的流固耦合模拟研究 被引量：6

8

作者 刘君 徐春光 张帆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期968-975,共8页

为了研究液体火箭发动机高压供气系统中电磁阀的动态特性,采用流固耦合方法对电磁阀进行数值模拟。结构采用单自由度质量弹簧阻尼动力学模型描述,纽马克算法(The Newmark Method)求解。流场控制方程为非定常Euler方程,采用弹簧近似动网... 为了研究液体火箭发动机高压供气系统中电磁阀的动态特性,采用流固耦合方法对电磁阀进行数值模拟。结构采用单自由度质量弹簧阻尼动力学模型描述,纽马克算法(The Newmark Method)求解。流场控制方程为非定常Euler方程,采用弹簧近似动网格的ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)有限体积法求解。应用新型流固界面算法,采用"虚拟挡板通气"技术实现电磁阀开启/关闭引起的流场拓扑变化。数值模拟讨论了影响电磁阀动态特性的设计因素。模拟发现,存在19%能量损耗的主阀-气缸碰撞模型相对无损耗模型使阀门开度达到稳定状态的时间缩短一半,表明碰撞模型是电磁阀动态特性的重要影响因素。 展开更多

关键词 动态特性 流固耦合 界面算法 虚拟挡板 碰撞模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

推进剂供应管道的集中参数近似模型研究——模态近似模型 被引量：8

9

作者 刘昆 张育林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期41-45,共5页

提出了用模态近似法建立分布参数湍流管道的集中参数近似模型的新方法，发展了适用于水力和绝热气体湍流管道的两种模态近似模型：Ｉ－Ｒ－Ｃ模态和等效层流模型。模型中考虑了频率相关摩擦损失。利用单根管道阀门关断问题的仿真计算对... 提出了用模态近似法建立分布参数湍流管道的集中参数近似模型的新方法，发展了适用于水力和绝热气体湍流管道的两种模态近似模型：Ｉ－Ｒ－Ｃ模态和等效层流模型。模型中考虑了频率相关摩擦损失。利用单根管道阀门关断问题的仿真计算对本文的模型进行了验证，计算结果与考虑频率相关摩擦损失的特征线方法的计算结果十分吻合。 展开更多

关键词 推进剂输送 湍流 模态分析 近似模型 供应管道

在线阅读 下载PDF 职称材料

某型航空发动机燃油流量调节器建模与故障仿真 被引量：11

10

作者 谢小平 张学军 +1 位作者 贺孝涛 于承军 《航空发动机》 2011年第4期15-19,共5页

以某型发动机燃油流量调节器为研究对象,根据其工作原理和物理结构建立了数学模型。利用小波对某状态下的试车数据进行滤波,然后进行仿真,从而验证了模型的正确性。分析了燃油流量调节器的典型故障,并仿真计算了燃油流量调节器在膜盒老... 以某型发动机燃油流量调节器为研究对象,根据其工作原理和物理结构建立了数学模型。利用小波对某状态下的试车数据进行滤波,然后进行仿真,从而验证了模型的正确性。分析了燃油流量调节器的典型故障,并仿真计算了燃油流量调节器在膜盒老化和变计量油孔磨损、堵塞的故障模式下的供油量。计算表明:对于燃油流量调节器的供油特性,膜盒老化的影响不大,而变计量油孔的磨损、堵塞的影响十分显著。 展开更多

关键词 燃油流量调节器 转速控制器 压差控制器 小波 供油特性 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

气体减压阀的稳定性分析 被引量：13

11

作者 尤裕荣 曾维亮 《火箭推进》 CAS 2009年第5期34-38,55,共6页

针对逆向卸荷式气体减压阀,采用线性化分析方法,对其工作稳定性进行分析,得到了主要参数对减压阀稳定性的影响规律。研究结果表明阻尼和低压腔体积是影响减压阀稳定性的主要因素,并给出了提高减压阀稳定性设计的主要措施。

关键词 减压阀 稳定性 线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

分布参数液体管道的分段近似状态空间模型 被引量：6

12

作者 刘昆 张育林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期75-79,共5页

分别提出了分布参数层流和湍流液体管道的分段近似状态空间模型，模型考虑了稳态摩擦和频率相关摩擦损失两种情况，层流管道的分段近似状态空间模型是线性的，而湍流管道的是非线性的。包括频率相关摩擦损失的模型比只考虑稳态摩擦损失... 分别提出了分布参数层流和湍流液体管道的分段近似状态空间模型，模型考虑了稳态摩擦和频率相关摩擦损失两种情况，层流管道的分段近似状态空间模型是线性的，而湍流管道的是非线性的。包括频率相关摩擦损失的模型比只考虑稳态摩擦损失的模型更精确地描述流体管道的瞬变过程，但模型的阶次成倍地增加了。用单根管道阀门关断的水击问题仿真计算对模型进行了验证，采用２个分段的分段近似状态空间模型的计算结果已经与特征线方法的计算结果吻合较好。 展开更多

关键词 分布参数 推进剂输送 动力学仿真 模态分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

推进剂利用系统对液体火箭发动机性能的影响分析 被引量：2

13

作者 沈赤兵 吴建军 陈启智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期14-18,40,共6页

建立了带有推进剂利用系统的泵压式液体火箭发动机稳态工况的非线性数学模型，用非线性优化方法和小偏差方法计算分析了推进剂刮用系统调节阀所控制的燃料流量对液体火箭发动机性能的影响，并对比分析了计算结果。所得结论可用于泵压式... 建立了带有推进剂利用系统的泵压式液体火箭发动机稳态工况的非线性数学模型，用非线性优化方法和小偏差方法计算分析了推进剂刮用系统调节阀所控制的燃料流量对液体火箭发动机性能的影响，并对比分析了计算结果。所得结论可用于泵压式液体火箭发动机的控制和调节、试验结果分析、可靠性分析、故障分析，也可用于揭示发动机参数随各种干扰因素的变化规律。 展开更多

关键词 液体推进剂 火箭发动机 稳态工况 利用系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

差动活塞式燃气自增压系统参数设计方法 被引量：4

14

作者 方忠坚 刘洌 梁国柱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期61-70,共10页

针对基于单组元肼类物质为工质的液体姿轨控发动机差动活塞式燃气自增压系统,分析了系统的工作原理,提出了系统的参数设计方法,建立了系统的参数设计流程,给出了系统的起动压力计算模型和自锁状态计算方法,并进行了实例研究。结果表明:... 针对基于单组元肼类物质为工质的液体姿轨控发动机差动活塞式燃气自增压系统,分析了系统的工作原理,提出了系统的参数设计方法,建立了系统的参数设计流程,给出了系统的起动压力计算模型和自锁状态计算方法,并进行了实例研究。结果表明:系统最低起动压力与压力放大贮箱气体腔初始体积、活塞摩擦力和推进剂贮箱初始气垫体积直接相关;系统自锁后,推进剂贮箱压力的设计状态受推进剂贮箱所允许的最大压力上偏差和流量调节器与推进剂贮箱间的压降所约束;推进剂贮箱的工作压力范围是可以根据需要通过燃气自增压系统的设计来保证的。 展开更多

关键词 差动活塞 燃气自增压系统 液体姿轨控发动机 单组元 参数设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

随机振动条件火箭贮箱增压系统工作过程仿真 被引量：3

15

作者 王翀 梁国柱 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1314-1318,共5页

为研究随机振动对贮箱增压系统动态特性和稳定性的影响,引入管路元件壳体坐标实现外激振动的加载,以谐波叠加法模拟飞行环境的随机振动过程,对管路和管路元件分别建立拉格朗日坐标下的一维流动方程和常微分方程组以模拟增压系统动态工... 为研究随机振动对贮箱增压系统动态特性和稳定性的影响,引入管路元件壳体坐标实现外激振动的加载,以谐波叠加法模拟飞行环境的随机振动过程,对管路和管路元件分别建立拉格朗日坐标下的一维流动方程和常微分方程组以模拟增压系统动态工作过程,对某贮箱增压系统有/无外界激励振动条件下的工作过程进行了全程计算.计算结果表明:振动环境下减压器、稳压器等运动元件的瞬时流量变化在增压系统中产生压力波动,某些情况下,会导致减压器等出现具有一个主要频率的振荡过程,影响减压器工作稳定性;振动过程中贮箱气枕压力基本不受影响.无振动条件下的计算结果与试验数据基本吻合.提出的模型和方法在贮箱增压系统工作过程仿真中显示了较好的有效性. 展开更多

关键词 运载火箭 贮箱增压系统 随机振动条件 数值模拟 稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

弯曲管道内湍流流动的数值模拟 被引量：3

16

作者 钱炜祺 符松 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期129-132,共4页

为了对弯曲管道内的湍流流动特性进行有效的预测 ,用显式代数应力模式对一典型的弯曲管道内流动进行了数值模拟和分析 ,计算结果表明 :(1)显式代数应力模式能对弯曲管道内流动的平均量 (如速度、压力、摩阻等 )进行较为准确的预测 ;(2 ... 为了对弯曲管道内的湍流流动特性进行有效的预测 ,用显式代数应力模式对一典型的弯曲管道内流动进行了数值模拟和分析 ,计算结果表明 :(1)显式代数应力模式能对弯曲管道内流动的平均量 (如速度、压力、摩阻等 )进行较为准确的预测 ;(2 )对模式中的ε方程做适当修正后 ,该模式能较好地模拟出流动曲率效应对湍流特性的影响 ,是对雷诺应力模式的一个比较好的近似。此外 ,该模式在形式上与标准k ε两方程模式类似 ,使用方便 ,具有较强的工程实用价值。 展开更多

关键词 湍流 弯曲管道流动 数值仿真 火箭发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷气发动机系统动态特性仿真研究 被引量：3

17

作者 尤裕荣 曾维亮 《火箭推进》 CAS 2009年第6期14-18,共5页

采用模块化建模方法,将冷气发动机划分为减压阀、管路、容腔和喷嘴等模块,建立了发动机系统模块化数学模型。对发动机启动过程和脉冲工作状态下的响应特性进行了仿真研究,仿真结果与试车结果相吻合,验证了所建立的数学模型的正确性。仿... 采用模块化建模方法,将冷气发动机划分为减压阀、管路、容腔和喷嘴等模块,建立了发动机系统模块化数学模型。对发动机启动过程和脉冲工作状态下的响应特性进行了仿真研究,仿真结果与试车结果相吻合,验证了所建立的数学模型的正确性。仿真计算结果还表明:安全阀的开启性能和减压阀动作的灵活性等都是影响冷气发动机动态响应特性的主要因素。提出了改进发动机工作性能及可靠性的措施。 展开更多

关键词 冷气发动机 模块化建模 动态特性 仿真研究

在线阅读 下载PDF 职称材料

竖管-叶片式表面张力管理装置的设计与分析 被引量：4

18

作者 穆小强 陈祖奎 《火箭推进》 CAS 2013年第1期15-18,28,共5页

介绍了一种推进剂管理装置(PMD),竖管-叶片式表面张力管理装置的方案和结构,讨论了该管理装置设计中的竖管、叶片和收集通道的设计等方面问题,并通过对该管理装置性能进行设计分析和计算,验证了该管理装置蓄留和供应推进剂的性能。

关键词 表面张力管理装置 竖管 叶片

在线阅读 下载PDF 职称材料

推进剂加注后末修贮箱压力变化机理 被引量：1

19

作者 庞建国 刘小平 +1 位作者 邵永平 郭凤美 《火箭推进》 CAS 2005年第5期15-17,54,共4页

利用推进剂加注前、后及发动机待机过程中末修贮箱的温度、压力参数,结合国外资料给出的15℃时N2O4推进剂中氮气溶解度曲线,确定了加注过程中的氮气溶解量,给出了氮气分压初值,用迭代方法计算出推进剂贮箱在任一温度下的压力,为判断贮... 利用推进剂加注前、后及发动机待机过程中末修贮箱的温度、压力参数,结合国外资料给出的15℃时N2O4推进剂中氮气溶解度曲线,确定了加注过程中的氮气溶解量,给出了氮气分压初值,用迭代方法计算出推进剂贮箱在任一温度下的压力,为判断贮箱泄漏提供了有效手段。 展开更多

关键词 四氧化二氮 饱和蒸汽压 氮气分压 氮气溶解度

在线阅读 下载PDF 职称材料

差动活塞式热气自增压系统静态特性仿真研究 被引量：2

20

作者 方忠坚 刘洌 梁国柱 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期538-546,共9页

为了深入理解液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统的特点,依据增压系统平衡条件,采用集中参数法构建了系统的静态特性计算模型,研究了系统主要参数对系统状态和增压性能以及对系统自锁压力的影响规律。研究结果表明:系统增压气体... 为了深入理解液体姿轨控发动机差动活塞式热气自增压系统的特点,依据增压系统平衡条件,采用集中参数法构建了系统的静态特性计算模型,研究了系统主要参数对系统状态和增压性能以及对系统自锁压力的影响规律。研究结果表明:系统增压气体流量朝着推进剂贮箱压力变化相反的方向而变化,起到调节和稳定推进剂贮箱压力的作用;燃气发生器毛细管参数的变化主要对系统增压流量造成影响,与长度相比,其内径变化对系统状态参数的影响作用更大;当压力放大比在设计值附近[-7.3%,+9.6%]变化时,系统稳态工作增压气体流量偏差保持在[-5%,0%]内;流量调节器结构参数的微小变动会引起增压气体流量的较大变化。 展开更多

关键词 液体姿轨控发动机 自动增压系统 静态特性 系统平衡 流量调节器

在线阅读 下载PDF 职称材料