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基于多层级有限元方法的钢丝网套轴向刚度研究
1
作者 陈鼎铭 王亚军 +2 位作者 贺启林 方红荣 周浩洋 《强度与环境》 CSCD 2024年第2期42-51,共10页
航天增压输送管路中广泛应用的钢丝网套具有复杂的非线性力学特性,本文研究了其轴向力学行为机理和仿真建模方法。利用多股并排管状编织结构建模方法建立了网套三维几何模型,基于周期性理论建立了网套细观尺度的柱面编织单胞模型。使用... 航天增压输送管路中广泛应用的钢丝网套具有复杂的非线性力学特性,本文研究了其轴向力学行为机理和仿真建模方法。利用多股并排管状编织结构建模方法建立了网套三维几何模型,基于周期性理论建立了网套细观尺度的柱面编织单胞模型。使用单胞模型对网套内部无/有芯轴两种边界下的轴向拉伸工况进行了仿真模拟计算,结果表明两种边界条件下的网套轴向刚度差异极大。在文中,还提出了网套简化分析螺旋梁模型,对比了螺旋梁模型和单胞模型的结果差异,基于刚度等效原则提出了螺旋梁模型的修正方法。仿真算例表明,经过修正后的螺旋梁模型计算得到补偿器加内压后的轴向反力和试验结果一致性较好,相比未修正的螺旋梁模型误差大大降低。螺旋梁模型和修正方法为网套补偿器进一步的力学分析提供了基础。 展开更多
关键词 管状编织结构 轴向刚度 周期性边界 非线性有限元
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低温推进剂无损贮存技术试验研究进展 被引量：5
2
作者 邢力超 刘文川 +3 位作者 梁景媛 雒宝莹 张宇 张立强 《真空与低温》 2018年第6期361-365,共5页
液氢/液氧等低温推进剂,由于其高性能优势被作为深空探索使用推进剂,但低温推进剂长时间在轨应用,主要受限于低沸点的推进剂受热蒸发所带来的贮箱压力控制和蒸发损失等一系列问题,需要发展低温推进剂无损贮存技术来解决。文章介绍了应... 液氢/液氧等低温推进剂,由于其高性能优势被作为深空探索使用推进剂,但低温推进剂长时间在轨应用,主要受限于低沸点的推进剂受热蒸发所带来的贮箱压力控制和蒸发损失等一系列问题,需要发展低温推进剂无损贮存技术来解决。文章介绍了应用低温制冷机结合换热技术实现贮箱内低温推进剂无损贮存的试验情况,总结其发展趋势和展望。 展开更多
关键词 低温推进剂 无损贮存 主动冷却技术
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应力比对不锈钢焊接接头疲劳寿命的影响研究 被引量：2
3
作者 董鹏鹏 贺启林 +2 位作者 王海洲 王儒文 杨燕 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期82-89,共8页
针对0Cr18Ni9不锈钢薄板焊接接头,开展了高周疲劳性能测试,研究了应力比对其疲劳极限和疲劳寿命S-N曲线的影响。结果表明应力比对疲劳寿命有较大的影响,在最大应力一定的情况下,应力比越大其疲劳寿命越大。基于试验结果,得到了反映应力... 针对0Cr18Ni9不锈钢薄板焊接接头,开展了高周疲劳性能测试,研究了应力比对其疲劳极限和疲劳寿命S-N曲线的影响。结果表明应力比对疲劳寿命有较大的影响,在最大应力一定的情况下,应力比越大其疲劳寿命越大。基于试验结果,得到了反映应力比影响的0Cr18Ni9不锈钢薄板焊接接头Goodman修正和Walker修正的高周疲劳寿命预测模型。模型的预估寿命和试验数据对比表明,Walker修正模型对疲劳寿命的预测结果全部处于1.0倍分散带以内,其更能反映应力比对0Cr18Ni9不锈钢薄板焊接接头疲劳寿命的影响。 展开更多
关键词 焊接接头 0CR18NI9 应力比 疲劳寿命
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基于DIC的塑性诱导疲劳裂纹闭合行为研究 被引量：2
4
作者 王儒文 贺启林 +2 位作者 周浩洋 吴云峰 王宇宁 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期107-111,共5页
预测变幅载荷作用下的结构寿命,需研究材料的疲劳裂纹闭合效应,确定材料疲劳扩展时张开载荷的变化规律。针对箭体管路结构中常用的0Cr18Ni9不锈钢,通过数字图像相关技术测试2 mm厚0Cr18Ni9不锈钢板疲劳裂纹扩展时的张开载荷,获得张开载... 预测变幅载荷作用下的结构寿命,需研究材料的疲劳裂纹闭合效应,确定材料疲劳扩展时张开载荷的变化规律。针对箭体管路结构中常用的0Cr18Ni9不锈钢,通过数字图像相关技术测试2 mm厚0Cr18Ni9不锈钢板疲劳裂纹扩展时的张开载荷,获得张开载荷随裂纹长度、最大应力强度因子的变化关系;初步得到考虑塑性诱发裂纹闭合效应修正的Paris公式,为其在变幅载荷谱下的裂纹扩展行为预测奠定基础。 展开更多
关键词 0Cr18Ni9不锈钢 疲劳裂纹闭合 塑性诱导 数字图像相关
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焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究
5
作者 董鹏鹏 贺启林 +2 位作者 王海洲 方红荣 王儒文 《强度与环境》 CSCD 2023年第2期25-32,共8页
针对平板锥形焊接膜盒,开展了膜片焊缝、T型槽焊缝、U型槽焊缝等不同焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究。利用ABAQUS分别建立了结构有限元模型,计算了不同焊菇尺寸、裂纹角度及T(U)型槽厚度下的裂纹尖端的应力强度因子,分析了不同焊缝... 针对平板锥形焊接膜盒,开展了膜片焊缝、T型槽焊缝、U型槽焊缝等不同焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究。利用ABAQUS分别建立了结构有限元模型,计算了不同焊菇尺寸、裂纹角度及T(U)型槽厚度下的裂纹尖端的应力强度因子,分析了不同焊缝形貌下,复合裂纹应力强度因子大小及裂纹扩展方向并与以往试验结果进行了比较。结果表明,不同焊缝形貌下,裂纹沿着等效应力强度因子最大的方向扩展;对于膜片焊缝,当膜片焊菇尺寸变得饱满时,裂纹由穿透焊菇逐步偏向膜片区域扩展;对于T(U)型槽焊菇,裂纹均倾向于膜片区域扩展。同时,不同焊缝形貌焊菇尺寸均存在一临界值。 展开更多
关键词 平板锥形 焊接膜盒 焊菇尺寸 裂纹扩展 应力强度因子
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波纹管内声波传递特性
6
作者 王子韬 王亚军 +1 位作者 陈二锋 方红荣 《应用声学》 北大核心 2025年第2期377-384,共8页
波纹管内流动可能激发声腔共振,产生剧烈压力脉动,影响管路正常工作。为分析声共振的频率特性,基于准一维声学方程,构建了声波在波纹管内的传递模型,并针对一般可压缩流体和理想气体,理论推导了考虑壁面导纳的波纹管内等效声速计算公式... 波纹管内流动可能激发声腔共振,产生剧烈压力脉动,影响管路正常工作。为分析声共振的频率特性,基于准一维声学方程,构建了声波在波纹管内的传递模型,并针对一般可压缩流体和理想气体,理论推导了考虑壁面导纳的波纹管内等效声速计算公式。在此基础上,采用声学单元方法,开展了三维波纹管内声学模态仿真及波纹结构参数影响性研究。仿真结果表明,三维有限元仿真得到的波纹管内介质等效声速与理论分析结果偏差在2%以内,验证了理论模型的准确性。仿真和理论分析表明,相比于直管,波纹结构会使管路等效声速有所降低。通过波纹结构参数化研究发现,波纹腔体宽度、深度增大,波纹节距减小,波纹管内介质等效声速减低。 展开更多
关键词 波纹管 声学模态 等效声速 有限元仿真
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保险阀膜盒疲劳断裂分析及结构改进 被引量：7
7
作者 余锋 武园浩 +2 位作者 孙法国 史刚 高健 《强度与环境》 CSCD 2019年第2期42-47,共6页
应用疲劳分析理论以及有限元失效分析方法,对保险阀膜盒疲劳断裂问题进行机理分析,结果表明振动环境下膜盒受双向弯曲应力影响,膜盒内焊缝存在明显的应力集中,容易发生疲劳破坏。依据分析结果对膜盒采取了增大初始压缩量的改进措施,对... 应用疲劳分析理论以及有限元失效分析方法,对保险阀膜盒疲劳断裂问题进行机理分析,结果表明振动环境下膜盒受双向弯曲应力影响,膜盒内焊缝存在明显的应力集中,容易发生疲劳破坏。依据分析结果对膜盒采取了增大初始压缩量的改进措施,对改进结构保险阀膜盒进行振动疲劳寿命测试,试验结果表明改进结构膜盒疲劳寿命提高了3倍以上,试验结果也验证了分析方法的正确性和可靠性。 展开更多
关键词 保险阀 断裂 有限元分析 疲劳寿命 膜盒
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氢氧发动机非均匀圆孔头部气膜冷却数值模拟
8
作者 王太平 孙冰 +2 位作者 薛立鹏 刘迪 李林 《火箭推进》 CAS 2022年第4期1-12,共12页
氢氧火箭发动机燃烧室壁面热环境十分恶劣,头部气膜冷却是主要辅助冷却手段之一,圆孔头部气膜冷却是重要的设计方案。对圆孔型头部气膜进行了三维数值仿真研究,考虑推力室外部再生冷却的影响,通过全面数值实验分析了气膜流量占比、气膜... 氢氧火箭发动机燃烧室壁面热环境十分恶劣,头部气膜冷却是主要辅助冷却手段之一,圆孔头部气膜冷却是重要的设计方案。对圆孔型头部气膜进行了三维数值仿真研究,考虑推力室外部再生冷却的影响,通过全面数值实验分析了气膜流量占比、气膜孔直径和相邻气膜孔面积比等参数的影响,提出一种非均匀分布的圆孔头部气膜冷却方案。结果表明,在氢氧火箭发动机圆孔头部气膜冷却中,存在一个最佳吹风比使得头部区域冷却效果最好,最佳吹风比的值由气膜流量占比和气膜孔直径共同决定,最佳吹风比介于5.454~5.849之间;通过合理的非均匀圆孔气膜结构设计,控制相邻气膜孔面积比在0.6~0.8范围内,采用提出的非均匀气膜孔方案有利于提高燃烧室的整体性能。 展开更多
关键词 头部气膜冷却 非均匀气膜 气膜冷却效率 燃烧室 氢氧火箭发动机
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液氢保险活门膜片破裂故障分析及改进设计 被引量：1
9
作者 张连万 赵春宇 +2 位作者 吕宝西 岳婷 陈二锋 《强度与环境》 CSCD 2023年第2期20-24,共5页
针对某型号液氢保险活门试验过程中膜片破裂故障,从膜片厚度、设计裕度等方面进行研究与分析。通过有限元仿真方法找出了设计薄弱环节,并进行膜片厚度改进优化,以提高膜片疲劳寿命。通过膜片寿命试验及整阀性能试验,验证了改进后的膜片... 针对某型号液氢保险活门试验过程中膜片破裂故障,从膜片厚度、设计裕度等方面进行研究与分析。通过有限元仿真方法找出了设计薄弱环节,并进行膜片厚度改进优化,以提高膜片疲劳寿命。通过膜片寿命试验及整阀性能试验,验证了改进后的膜片寿命得到大幅提高,且液氢保险活门性能满足要求。本文研究结果对膜片等敏感元件的动强度及疲劳寿命设计及验证具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 液氢保险活门 膜片 优化改进
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平板锥形膜盒应力强度因子计算
10
作者 董鹏鹏 贺启林 +1 位作者 王海洲 王儒文 《强度与环境》 CSCD 2021年第4期30-36,共7页
基于梁理论和薄板理论分别建立了平板锥形焊接膜盒的理论计算模型,推导了膜片焊菇处裂纹尖端的应力强度因子在轴向外载和压力下的计算公式。为评估理论计算公式的准确性,基于ABAQUS的围线积分方法计算了裂纹尖端的应力强度因子。结果表... 基于梁理论和薄板理论分别建立了平板锥形焊接膜盒的理论计算模型,推导了膜片焊菇处裂纹尖端的应力强度因子在轴向外载和压力下的计算公式。为评估理论计算公式的准确性,基于ABAQUS的围线积分方法计算了裂纹尖端的应力强度因子。结果表明薄板模型的应力强度因子计算结果与有限元解吻合更好,误差在10%以内。 展开更多
关键词 平板锥形 焊接膜盒 理论模型 应力强度因子 围线积分
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