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加压固化参数对NEPE推进剂装药残余应力影响分析
1
作者
谢旭源
钟山伟
+3 位作者
周东谟
俞育洋
张国强
武毅
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025年第7期8-17,共10页
为研究加压固化参数对硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱残余应力的影响,构建了考虑固化收缩与压力影响的加压固化数值仿真模型。基于响应面分析法(RSM)和Box-Behnken试验设计(BBD)对药柱残余应力进行了数值分析,建立了药柱最大残余应力...
为研究加压固化参数对硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱残余应力的影响,构建了考虑固化收缩与压力影响的加压固化数值仿真模型。基于响应面分析法(RSM)和Box-Behnken试验设计(BBD)对药柱残余应力进行了数值分析,建立了药柱最大残余应力的响应面回归方程模型,分析了药柱M数、发动机壳体厚度和加压压强对药柱残余应力的影响。研究结果表明:发动机壳体的受压变形量/回弹收缩量受到壳体厚度和加压压强的影响,适当的壳体回弹收缩量能够有效降低药柱最大残余应力;各加压固化参数对响应值的影响敏感程度为:壳体厚度>加压压强>药柱M数;经过模型参数优化后的药柱M数为3.405 6、壳体厚度为4.0 mm、加压压强为2.548 9 MPa,得到最小响应值为0.015 8 MPa,较常压固化最大残余应力降低了63.6%。
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关键词
固体火箭发动机
加压固化
NEPE推进剂
响应面分析法
残余应力
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职称材料
固体火箭发动机药柱加压固化仿真
被引量:
9
2
作者
宗路航
杜聪
+3 位作者
卢山
姚东
郜婕
沙宝林
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期653-656,共4页
对于药柱外/内径比(m数)很大的贴壁浇注式固体火箭发动机,在固化降温后,推进剂药柱内会产生显著的热应变,这严重限制了发动机的进一步高性能化。加压固化是一种降低推进剂药柱内热应变的有效方法。文中分析了加压固化的原理,推导出了加...
对于药柱外/内径比(m数)很大的贴壁浇注式固体火箭发动机,在固化降温后,推进剂药柱内会产生显著的热应变,这严重限制了发动机的进一步高性能化。加压固化是一种降低推进剂药柱内热应变的有效方法。文中分析了加压固化的原理,推导出了加压固化所需压强与发动机参数之间的关系式,提出了一种两步分析法的加压固化有限元分析方法。针对4种不同壳体材料的圆管发动机,进行了加压固化理论计算与有限元仿真分析,给出了4种壳体加压固化时的推荐压强。
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关键词
固体火箭发动机
推进剂药柱
加压固化
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职称材料
固体火箭发动机加压固化压强优化设计
被引量:
3
3
作者
缪求文
申志彬
+1 位作者
崔占鑫
崔辉如
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期589-593,共5页
加压固化工艺能有效降低固化降温过程固体火箭发动机药柱的残余应力,提高其结构完整性。为准确便捷地确定最优固化压强,采用消除壳体对药柱外表面的变形约束的方法,分析加压固化工艺无法完全消除药柱残余应力应变的原因,指出固化降温过...
加压固化工艺能有效降低固化降温过程固体火箭发动机药柱的残余应力,提高其结构完整性。为准确便捷地确定最优固化压强,采用消除壳体对药柱外表面的变形约束的方法,分析加压固化工艺无法完全消除药柱残余应力应变的原因,指出固化降温过程壳体轴向和径向变形是影响药柱结构完整性的主要因素。基于现有数值计算方法,提出一种考虑药柱初始变形的三步分析法,采用全因子试验设计方法,对药柱结构完整性关于壳体轴向变形和径向变形的灵敏度进行分析并给出估算压强;再利用Evol优化算法,基于估算压强对某翼柱形药柱发动机进行了优化分析。确定最优加压压强为1.922 MPa,此时药柱中的最大主应变降为1.085%,与常压固化相比降低了79.15%,药柱中最大主应力较常压固化降低了72.11%。
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关键词
固体火箭发动机
加压固化
壳体变形
药柱结构完整性
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职称材料
固体火箭发动机加压固化理论及仿真研究
被引量:
9
4
作者
刘仔
权恩
+3 位作者
褚佑彪
靳瑞斌
任萍
陈林泉
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期576-579,596,共5页
为建立工程上更实用的加压固化压力的计算关系式,同时分析加压固化成型下药柱脱模的可行性。在已有研究成果的基础上,推导了考虑复合材料壳体各向异性、壳体封头变形及药柱可靠脱模等多因素的加压固化压力的计算关系式;利用该计算关系...
为建立工程上更实用的加压固化压力的计算关系式,同时分析加压固化成型下药柱脱模的可行性。在已有研究成果的基础上,推导了考虑复合材料壳体各向异性、壳体封头变形及药柱可靠脱模等多因素的加压固化压力的计算关系式;利用该计算关系式得到某高装填燃烧室在考虑药柱应力平均降低1/3的条件下的加压固化压力为2.12MPa。结合理论计算结果,利用有限元仿真分析手段开展了该燃烧室带芯模的加压固化成型全过程仿真分析。仿真结果表明,加压固化成型下药柱4个典型位置的应力相对常压固化成型平均降低31.5%,与理论计算结果基本吻合。最后,利用2.12MPa的加压固化压力完成了该燃烧室的加压固化成型试验,CT探伤结果未见异常。
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关键词
加压固化
复合材料壳体各向异性
药柱可靠脱模
CT探伤
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职称材料
加压固化工艺对药柱结构完整性的影响
被引量:
5
5
作者
刘凯
郜婕
+3 位作者
韩翔
杨梦怡
张镇国
王光煜
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期648-652,共5页
为了获得加压固化对提高药柱结构安全系数的作用,从加压固化的基本原理出发,采用有限元仿真方法对比分析了某固体发动机燃烧室2 MPa加压固化与常压固化下药柱关键部位的应力应变与安全系数,并通过燃烧室2 MPa加压固化与常压固化的变形...
为了获得加压固化对提高药柱结构安全系数的作用,从加压固化的基本原理出发,采用有限元仿真方法对比分析了某固体发动机燃烧室2 MPa加压固化与常压固化下药柱关键部位的应力应变与安全系数,并通过燃烧室2 MPa加压固化与常压固化的变形测试验证了仿真分析结果。结果表明,热载荷下,采用加压固化工艺的药柱应力应变降低39%以上,安全系数至少为常压固化下的1.7倍。同时,通过对不同药型结构、材料参数的对比分析发现,加压固化更适用于翼柱型和环槽型装药结构,其降低应力应变的效果与壳体壁厚、热载荷大小、药柱m数以及推进剂性能密切相关。
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关键词
固体火箭发动机
加压固化
药柱结构完整性
安全系数
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职称材料
圆竹酚醛树脂复合管材的制备及其性能
被引量:
1
6
作者
周英豪
陈海丽
+1 位作者
侯俊峰
俞友明
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期67-74,共8页
在竹材工业化利用中,多将竹材分解为小单元竹篾或将竹材展平后进行加工,同时对竹材复合材料的实验室研究多以竹纤维和小尺寸竹片为主,直接利用圆竹本身结构特性制备管材的应用案例较少。以圆竹为对象,制备圆竹酚醛树脂复合管材,充分利...
在竹材工业化利用中,多将竹材分解为小单元竹篾或将竹材展平后进行加工,同时对竹材复合材料的实验室研究多以竹纤维和小尺寸竹片为主,直接利用圆竹本身结构特性制备管材的应用案例较少。以圆竹为对象,制备圆竹酚醛树脂复合管材,充分利用其中空的结构特性,以期为“以竹代木”“以竹代塑”提供一种新的途径。首先通过对圆竹进行脱木素提高其渗透性;随后真空浸渍酚醛树脂,并在自制模具中进行环形加压固化,验证了圆竹酚醛树脂浸渍复合工艺方法的可行性;同时研究了不同压力条件下成型的圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性、润湿性以及微观结构变化。通过压缩率测试、剖面密度测试以及电镜观察发现,圆竹酚醛树脂复合管材径向上存在差异,两端面压缩密实化程度较高,中心层则较低。内外端面的竹材细胞细胞壁塌陷,与酚醛树脂形成致密结构,中心层的竹材细胞微观结构变化较小。经过处理的圆竹在环形加压固化成型后具有较高的压缩率和较低的径向吸湿回复率,圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性相比于未处理圆竹有较大提升,同时,复合管材的吸水性能、润湿性能都较未处理圆竹明显下降。
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关键词
圆竹
脱除木质素
酚醛树脂
环形
加压固化
成型
尺寸稳定性
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职称材料
题名
加压固化参数对NEPE推进剂装药残余应力影响分析
1
作者
谢旭源
钟山伟
周东谟
俞育洋
张国强
武毅
机构
中北大学机电工程学院
北京理工大学宇航学院
出处
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025年第7期8-17,共10页
文摘
为研究加压固化参数对硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱残余应力的影响,构建了考虑固化收缩与压力影响的加压固化数值仿真模型。基于响应面分析法(RSM)和Box-Behnken试验设计(BBD)对药柱残余应力进行了数值分析,建立了药柱最大残余应力的响应面回归方程模型,分析了药柱M数、发动机壳体厚度和加压压强对药柱残余应力的影响。研究结果表明:发动机壳体的受压变形量/回弹收缩量受到壳体厚度和加压压强的影响,适当的壳体回弹收缩量能够有效降低药柱最大残余应力;各加压固化参数对响应值的影响敏感程度为:壳体厚度>加压压强>药柱M数;经过模型参数优化后的药柱M数为3.405 6、壳体厚度为4.0 mm、加压压强为2.548 9 MPa,得到最小响应值为0.015 8 MPa,较常压固化最大残余应力降低了63.6%。
关键词
固体火箭发动机
加压固化
NEPE推进剂
响应面分析法
残余应力
Keywords
solid rocket motor
pressure cure
NEPE propellant
response surface methodology
residual stress
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
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职称材料
题名
固体火箭发动机药柱加压固化仿真
被引量:
9
2
作者
宗路航
杜聪
卢山
姚东
郜婕
沙宝林
机构
中国航天科技集团公司四院四十一所
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期653-656,共4页
基金
国防预研基金项目
文摘
对于药柱外/内径比(m数)很大的贴壁浇注式固体火箭发动机,在固化降温后,推进剂药柱内会产生显著的热应变,这严重限制了发动机的进一步高性能化。加压固化是一种降低推进剂药柱内热应变的有效方法。文中分析了加压固化的原理,推导出了加压固化所需压强与发动机参数之间的关系式,提出了一种两步分析法的加压固化有限元分析方法。针对4种不同壳体材料的圆管发动机,进行了加压固化理论计算与有限元仿真分析,给出了4种壳体加压固化时的推荐压强。
关键词
固体火箭发动机
推进剂药柱
加压固化
Keywords
solid rocket motor
propellant grain
pressure cure
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
固体火箭发动机加压固化压强优化设计
被引量:
3
3
作者
缪求文
申志彬
崔占鑫
崔辉如
机构
国防科技大学
空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室
陆军工程大学国防工程学院
出处
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期589-593,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(11872372)
湖南省杰出青年基金项目(2021JJ10046)。
文摘
加压固化工艺能有效降低固化降温过程固体火箭发动机药柱的残余应力,提高其结构完整性。为准确便捷地确定最优固化压强,采用消除壳体对药柱外表面的变形约束的方法,分析加压固化工艺无法完全消除药柱残余应力应变的原因,指出固化降温过程壳体轴向和径向变形是影响药柱结构完整性的主要因素。基于现有数值计算方法,提出一种考虑药柱初始变形的三步分析法,采用全因子试验设计方法,对药柱结构完整性关于壳体轴向变形和径向变形的灵敏度进行分析并给出估算压强;再利用Evol优化算法,基于估算压强对某翼柱形药柱发动机进行了优化分析。确定最优加压压强为1.922 MPa,此时药柱中的最大主应变降为1.085%,与常压固化相比降低了79.15%,药柱中最大主应力较常压固化降低了72.11%。
关键词
固体火箭发动机
加压固化
壳体变形
药柱结构完整性
Keywords
solid rocket motor
pressure curing
case deformation
grain structural integrity
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
固体火箭发动机加压固化理论及仿真研究
被引量:
9
4
作者
刘仔
权恩
褚佑彪
靳瑞斌
任萍
陈林泉
机构
中国航天科技集团有限公司四院四十一所
火箭军工程大学
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期576-579,596,共5页
基金
装备预先研究项目
文摘
为建立工程上更实用的加压固化压力的计算关系式,同时分析加压固化成型下药柱脱模的可行性。在已有研究成果的基础上,推导了考虑复合材料壳体各向异性、壳体封头变形及药柱可靠脱模等多因素的加压固化压力的计算关系式;利用该计算关系式得到某高装填燃烧室在考虑药柱应力平均降低1/3的条件下的加压固化压力为2.12MPa。结合理论计算结果,利用有限元仿真分析手段开展了该燃烧室带芯模的加压固化成型全过程仿真分析。仿真结果表明,加压固化成型下药柱4个典型位置的应力相对常压固化成型平均降低31.5%,与理论计算结果基本吻合。最后,利用2.12MPa的加压固化压力完成了该燃烧室的加压固化成型试验,CT探伤结果未见异常。
关键词
加压固化
复合材料壳体各向异性
药柱可靠脱模
CT探伤
Keywords
pressure cure
the anisotropy of compositeshell
drug column demodulation
CT examination
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
加压固化工艺对药柱结构完整性的影响
被引量:
5
5
作者
刘凯
郜婕
韩翔
杨梦怡
张镇国
王光煜
机构
中国航天科技集团有限公司四院四十一所
中国航天科技集团有限公司四院四十七所
出处
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期648-652,共5页
基金
国防军工稳定支持项目。
文摘
为了获得加压固化对提高药柱结构安全系数的作用,从加压固化的基本原理出发,采用有限元仿真方法对比分析了某固体发动机燃烧室2 MPa加压固化与常压固化下药柱关键部位的应力应变与安全系数,并通过燃烧室2 MPa加压固化与常压固化的变形测试验证了仿真分析结果。结果表明,热载荷下,采用加压固化工艺的药柱应力应变降低39%以上,安全系数至少为常压固化下的1.7倍。同时,通过对不同药型结构、材料参数的对比分析发现,加压固化更适用于翼柱型和环槽型装药结构,其降低应力应变的效果与壳体壁厚、热载荷大小、药柱m数以及推进剂性能密切相关。
关键词
固体火箭发动机
加压固化
药柱结构完整性
安全系数
Keywords
solid rocket motor
pressure curing
integrity of grain structure
safety factor
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
圆竹酚醛树脂复合管材的制备及其性能
被引量:
1
6
作者
周英豪
陈海丽
侯俊峰
俞友明
机构
浙江农林大学化学与材料工程学院
出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期67-74,共8页
基金
浙江省自然科学基金(LY17C160007)。
文摘
在竹材工业化利用中,多将竹材分解为小单元竹篾或将竹材展平后进行加工,同时对竹材复合材料的实验室研究多以竹纤维和小尺寸竹片为主,直接利用圆竹本身结构特性制备管材的应用案例较少。以圆竹为对象,制备圆竹酚醛树脂复合管材,充分利用其中空的结构特性,以期为“以竹代木”“以竹代塑”提供一种新的途径。首先通过对圆竹进行脱木素提高其渗透性;随后真空浸渍酚醛树脂,并在自制模具中进行环形加压固化,验证了圆竹酚醛树脂浸渍复合工艺方法的可行性;同时研究了不同压力条件下成型的圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性、润湿性以及微观结构变化。通过压缩率测试、剖面密度测试以及电镜观察发现,圆竹酚醛树脂复合管材径向上存在差异,两端面压缩密实化程度较高,中心层则较低。内外端面的竹材细胞细胞壁塌陷,与酚醛树脂形成致密结构,中心层的竹材细胞微观结构变化较小。经过处理的圆竹在环形加压固化成型后具有较高的压缩率和较低的径向吸湿回复率,圆竹酚醛树脂复合管材的尺寸稳定性相比于未处理圆竹有较大提升,同时,复合管材的吸水性能、润湿性能都较未处理圆竹明显下降。
关键词
圆竹
脱除木质素
酚醛树脂
环形
加压固化
成型
尺寸稳定性
Keywords
round bamboo
lignin removal
phenolic resin
ring curing molding
dimensional stability
分类号
S781.9 [农业科学—木材科学与技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
加压固化参数对NEPE推进剂装药残余应力影响分析
谢旭源
钟山伟
周东谟
俞育洋
张国强
武毅
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
固体火箭发动机药柱加压固化仿真
宗路航
杜聪
卢山
姚东
郜婕
沙宝林
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
9
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职称材料
3
固体火箭发动机加压固化压强优化设计
缪求文
申志彬
崔占鑫
崔辉如
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
4
固体火箭发动机加压固化理论及仿真研究
刘仔
权恩
褚佑彪
靳瑞斌
任萍
陈林泉
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
9
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职称材料
5
加压固化工艺对药柱结构完整性的影响
刘凯
郜婕
韩翔
杨梦怡
张镇国
王光煜
《固体火箭技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
6
圆竹酚醛树脂复合管材的制备及其性能
周英豪
陈海丽
侯俊峰
俞友明
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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