固体火箭发动机药柱概率贮存寿命预估 被引量：21

1

作者 唐国金 申志彬 +1 位作者 田四朋 杨东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期301-306,共6页

基于粘弹性随机有限元法和固体推进剂高温加速老化试验,提出了固体火箭发动机(SRM)药柱概率贮存寿命预估模型。对老化试验数据进行统计分析得到了固体推进剂性能参数数字特征随贮存时间的变化规律,采用三维粘弹性响应面随机有限元法(SF... 基于粘弹性随机有限元法和固体推进剂高温加速老化试验,提出了固体火箭发动机(SRM)药柱概率贮存寿命预估模型。对老化试验数据进行统计分析得到了固体推进剂性能参数数字特征随贮存时间的变化规律,采用三维粘弹性响应面随机有限元法(SFEM)计算了药柱结构响应的均值和标准差,分析了某SRM药柱在不同贮存期的结构可靠度,并对其进行了概率贮存寿命预估。所提方法可为固体发动机研制和使用部门提供参考。 展开更多

关键词 航天器结构与设计 固体火箭发动机 粘弹性药柱 随机有限元法 响应面 概率寿命预估

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基于参数化建模的药柱伞盘结构形状优化 被引量：6

2

作者 李磊 段静波 +1 位作者 申志彬 唐国金 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期584-589,共6页

锥柱形固体火箭发动机药柱的伞盘结构在低温载荷作用下易产生裂纹,是药柱设计关注的重点部位。为了对伞盘结构进行形状优化,采用有限元软件MSC.Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language),编制参数化建模程序,根据输入参数自动... 锥柱形固体火箭发动机药柱的伞盘结构在低温载荷作用下易产生裂纹,是药柱设计关注的重点部位。为了对伞盘结构进行形状优化,采用有限元软件MSC.Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language),编制参数化建模程序,根据输入参数自动建模计算,并输出计算结果。将整数编码遗传算法与参数化建模方法相结合,以药柱装填分数最大为优化目标,考虑药柱伞盘的结构完整性约束,实现了伞盘结构的形状优化设计。优化实例表明,基于参数化建模的药柱形状优化设计方法是可行的,设计结果可为锥柱形药柱设计提供有益参考。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 锥柱形药柱 参数化建模 遗传算法 形状优化 结构完整性 PCL 有限元法

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轴压载荷作用下全复合材料裙与壳体搭接区的结构分析 被引量：8

3

作者 苑博 刘勇琼 +1 位作者 尤军峰 樊钰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期629-634,共6页

对轴压载荷作用下固体火箭发动机复合材料裙与壳体搭接区的受力变形情况及承载能力进行了有限元分析，应用板壳理论对搭接区进行了分析，证明有限元计算结果合理可信；对裙搭接长度在40～60mm范围内进行了寻优计算。结果说明，搭接区裙... 对轴压载荷作用下固体火箭发动机复合材料裙与壳体搭接区的受力变形情况及承载能力进行了有限元分析，应用板壳理论对搭接区进行了分析，证明有限元计算结果合理可信；对裙搭接长度在40～60mm范围内进行了寻优计算。结果说明，搭接区裙外铺层是搭接区最薄弱的环节；影响搭接区承载能力的主要结构因素有裙尖厚度、裙外铺层厚度、直段橡胶长度；随裙搭接长度的增大，搭接区承载能力呈现先增大后减小的趋势，存在搭接区承载能力的极大值。该分析方法和结果可供搭接区分析设计参考。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 复合材料壳体 裙与壳体搭接区 承载能力 优化

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固体火箭发动机连接结构接触应力研究 被引量：14

4

作者 南宫自军 姜晋庆 张铎 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期54-57,共4页

应用接触理论和有限元方法，分析固体火箭发动机法兰连接结构的接触问题。建立了法兰连接结构的有限元模型，充分考虑了连接螺栓预紧力对结构刚度的影响，将其合理地转化为等效节点初载荷。推导出在法兰对接面上有气密性要求时求解最佳... 应用接触理论和有限元方法，分析固体火箭发动机法兰连接结构的接触问题。建立了法兰连接结构的有限元模型，充分考虑了连接螺栓预紧力对结构刚度的影响，将其合理地转化为等效节点初载荷。推导出在法兰对接面上有气密性要求时求解最佳预紧力的公式。最后通过实例进行了接触应力计算。结果表明，采用的分析方法和由此得出的结论具有一定的工程意义。 展开更多

关键词 封头 螺栓连接 接触应力 固体火箭发动机

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固体火箭发动机壳体强度热力耦合分析 被引量：6

5

作者 王春光 任全彬 +2 位作者 田维平 史宏斌 王雪坤 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期109-114,共6页

为了研究导弹发动机壳体在高空飞行时的温度、应力、应变状态,从而对壳体的结构强度进行校核,研究了导弹壳体气动加热的计算方法,建立了某发动机壳体的三维有限元模型,合理简化气动边界条件,计算壳体温度随导弹飞行时间的变化。对比风... 为了研究导弹发动机壳体在高空飞行时的温度、应力、应变状态,从而对壳体的结构强度进行校核,研究了导弹壳体气动加热的计算方法,建立了某发动机壳体的三维有限元模型,合理简化气动边界条件,计算壳体温度随导弹飞行时间的变化。对比风洞试验结果,有限元计算结果与试验结果一致性较好。分析了ABAQUS软件热-力耦合实现方法,对该模型施加不同时刻的外力载荷,实现壳体的热-力耦合数值分析。进行热-力耦合联合加载试验,对比计算结果与试验结果,计算结果与试验结果吻合较好。壳体的应力、应变都远小于材料的极限值,壳体结构安全。该有限元计算方法可以用来进行壳体的热-力耦合强度分析。 展开更多

关键词 固体发动机 强度 热力耦合 气动加热

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考虑结构完整性和装填分数的星形药柱形状优化 被引量：5

6

作者 李磊 申志彬 +1 位作者 唐国金 雷勇军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期235-239,281,共6页

在固体火箭发动机药柱设计过程中,装填分数较大的药柱结构完整性很难满足要求。利用PCL对商用有限元软件MSC Patran/Marc进行二次开发,建立星形药柱发动机的二维参数化有限元模型。在此基础上,采用遗传算法对星形药柱进行了形状优化,以... 在固体火箭发动机药柱设计过程中,装填分数较大的药柱结构完整性很难满足要求。利用PCL对商用有限元软件MSC Patran/Marc进行二次开发,建立星形药柱发动机的二维参数化有限元模型。在此基础上,采用遗传算法对星形药柱进行了形状优化,以结构完整性最优为优化目标,以装填分数为约束条件,得到了Von mises应变最小且面积装填分数不小于0.85的药柱形状。所提出的方法可方便地应用于各种固体火箭发动机装药设计。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 星形药柱 形状优化 遗传算法+ 有限元法+ 装药设计

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基于参数化建模的车轮形药柱形状优化 被引量：5

7

作者 李磊 唐国金 +1 位作者 段静波 申志彬 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期11-16,共6页

固体火箭发动机装药设计过程中,较高的装填分数往往导致药柱的应力应变较大,结构完整性不易满足要求,为了解决这一问题,将参数化建模方法与遗传算法相结合,对车轮形药柱进行形状优化。采用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL(Patran Comma... 固体火箭发动机装药设计过程中,较高的装填分数往往导致药柱的应力应变较大,结构完整性不易满足要求,为了解决这一问题,将参数化建模方法与遗传算法相结合,对车轮形药柱进行形状优化。采用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)建立车轮形药柱的参数化有限元分析模型,能够根据给定的几何参数自动建模计算并输出药柱的最大应变和装填分数,可以作为函数被遗传算法调用。对某装填分数较高的车轮形药柱进行了形状优化,在温度载荷作用下,得到了装填分数不小于初始设计且最大应变比初始设计小30%的药柱形状。结果表明,所提出的方法是可行和有效的,可方便地应用于各种固体火箭发动机装药设计。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 车轮形药柱 形状优化 参数化建模

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基于Herrmann变分原理的三维粘弹性增量有限元法及其应用 被引量：4

8

作者 田四朋 雷勇军 +1 位作者 李道奎 唐国金 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期28-32,58,共6页

发展了一种不可压和近似不可压粘弹性增量有限元法,并对固体火箭发动机药柱进行了三维分析。首先从Herrmann泛函出发并结合对应原理导出了适用于不可压和近似不可压粘弹性材料的本构关系,然后根据虚功原理建立了三维粘弹性增量有限元列... 发展了一种不可压和近似不可压粘弹性增量有限元法,并对固体火箭发动机药柱进行了三维分析。首先从Herrmann泛函出发并结合对应原理导出了适用于不可压和近似不可压粘弹性材料的本构关系,然后根据虚功原理建立了三维粘弹性增量有限元列式,最后对弹性约束的圆柱形中孔药柱进行了不可压和近似不可压分析。结果表明该方法可用于泊松比接近甚至等于0.5的粘弹性问题计算,尤其适用于固体推进剂药柱的结构分析。 展开更多

关键词 飞行器设计 药柱结构完整性 推进剂 粘弹性 不可压

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受冲压作用固体发动机喷管堵盖应力分析 被引量：4

9

作者 史宏斌 侯晓 钟伟芳 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1997年第4期18-21,共4页

基于VonKarman模型，对受冲击压力作用的喷管堵盖计算模型进行受力分析，计算考虑到了几何非线性和材料非线性的影响，得到了冲压作用下的喷管堵盖变形和应力分析结果。并对不同升压速率情况进行了对比分析，指出了升压速率对喷管堵盖... 基于VonKarman模型，对受冲击压力作用的喷管堵盖计算模型进行受力分析，计算考虑到了几何非线性和材料非线性的影响，得到了冲压作用下的喷管堵盖变形和应力分析结果。并对不同升压速率情况进行了对比分析，指出了升压速率对喷管堵盖结构受力影响的重要性． 展开更多

关键词 喷管盖 冲击载荷 变形 应力 固体火箭发动机

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基于Patran二次开发的固体发动机结构分析系统 被引量：2

10

作者 申志彬 李磊 +1 位作者 段静波 唐国金 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期171-175,共5页

在有限元软件MSC.Patran/Nastran平台上,应用Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language),通过客户化、增设特定命令和窗体等技术手段,开发了固体发动机结构分析系统MSA(SRM Structure Analysis system)。该系统突破了参数化建... 在有限元软件MSC.Patran/Nastran平台上,应用Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language),通过客户化、增设特定命令和窗体等技术手段,开发了固体发动机结构分析系统MSA(SRM Structure Analysis system)。该系统突破了参数化建模、内压自动加载和非参数化模型导入等多项关键技术,可方便对固体发动机进行参数化建模、结构完整性分析、参数敏感性分析及贮存寿命预估。系统将专家知识进行了集成,避免了重复工作,是一个开放性的平台,并具有专业的有限元前后处理功能,对固体发动机结构设计和分析具有较高实用价值。 展开更多

关键词 固体发动机 结构完整性 寿命预估 二次开发 PCL

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微型固体脉冲推力器结构强度有限元分析 被引量：3

11

作者 吴祥法 张平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期28-31,共4页

对用于飞行姿态控制和弹道修正的微型固体脉冲推力器的结构强度进行了动静态有限元分析， 考虑了脉冲推力器的结构设计特点和加工工艺， 模拟其台架静压试验和实际工作的载荷历程。数值分析结果表明， 当静态台架试验内压采用动压峰值时... 对用于飞行姿态控制和弹道修正的微型固体脉冲推力器的结构强度进行了动静态有限元分析， 考虑了脉冲推力器的结构设计特点和加工工艺， 模拟其台架静压试验和实际工作的载荷历程。数值分析结果表明， 当静态台架试验内压采用动压峰值时， 计算所得的结构应力、变形及其分布与模拟推力器实际工作过程的动态峰值应力、变形及分布具有较好的比拟性； 燃烧室壳壁沿平行其轴线方向的破裂以及燃烧室与点火器壳体螺纹连接处退刀槽根部的开裂是推力器结构强度的主要破坏形式。 展开更多

关键词 脉动 火箭发动机 固体 脉冲 有限元法 结构强度

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药柱对燃烧室外压失稳载荷的影响 被引量：1

12

作者 任萍 侯晓 +2 位作者 何高让 郜婕 秦谊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期569-572,共4页

通过外压屈曲计算及外压试验研究了某固体火箭发动机壳体与燃烧室的外压稳定性。外压屈曲计算得到了壳体、燃烧室的外压屈曲载荷、屈曲失稳波形以及径向位移(环向应变)随外压载荷的变化规律。对比壳体与燃烧室的计算结果发现,燃烧室径... 通过外压屈曲计算及外压试验研究了某固体火箭发动机壳体与燃烧室的外压稳定性。外压屈曲计算得到了壳体、燃烧室的外压屈曲载荷、屈曲失稳波形以及径向位移(环向应变)随外压载荷的变化规律。对比壳体与燃烧室的计算结果发现,燃烧室径向位移(环向应变)-载荷曲线上拐点处对应的外压载荷相对壳体明显偏高,说明药柱对燃烧室外压承载能力贡献较大。对不同推进剂松弛模量的计算表明,推进剂松弛模量与燃烧室外压承载能力呈正相关。壳体、燃烧室外压试验所得失稳波形以及药柱对燃烧室外压承载能力的影响规律与计算结果吻合较好。 展开更多

关键词 壳体 燃烧室 外压 失稳载荷

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固体火箭发动机药柱三维粘弹性响应面随机有限元分析 被引量：9

13

作者 田四朋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期17-20,共4页

发展了一种三维粘弹性响应面随机有限元法(VRSSFEM),并对某型号固体火箭发动机药柱进行了随机结构分析。首先基于近似不可压粘弹性有限元方法和中心复合设计(CCD)技术获得输入、输出随机变量多组试验点,然后采用最小二乘法估计响应面函... 发展了一种三维粘弹性响应面随机有限元法(VRSSFEM),并对某型号固体火箭发动机药柱进行了随机结构分析。首先基于近似不可压粘弹性有限元方法和中心复合设计(CCD)技术获得输入、输出随机变量多组试验点,然后采用最小二乘法估计响应面函数的各项系数,最后以显式的函数表达式代替实际药柱结构的有限元分析模型,结合Monte Carlo方法完成了某型号固体火箭发动机药柱结构的随机响应分析。数值算例表明,该方法不修改确定性有限元分析程序,效率较高且精度,能满足实际工程需要,特别适用于大型复杂粘弹性结构的随机分析。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 粘弹性药柱 近似不可压 响应面 随机有限元法

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固体发动机复合材料裙轴压屈曲载荷计算 被引量：9

14

作者 何景轩 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1998年第2期62-65,共4页

利用线性屈曲控制方程及非线性有限元方法，对固体发动机复合材料裙在轴压作用下的屈曲进行计算。在线性屈曲计算中考虑了耦合效应和横向剪切变形的影响，在非线性屈曲分析中引入了失效单元的刚度衰退模型，结合大变形进行有限元计算．... 利用线性屈曲控制方程及非线性有限元方法，对固体发动机复合材料裙在轴压作用下的屈曲进行计算。在线性屈曲计算中考虑了耦合效应和横向剪切变形的影响，在非线性屈曲分析中引入了失效单元的刚度衰退模型，结合大变形进行有限元计算．两种方法的数值计算结果与实测值比较吻合，其中非线性的计算误差要小，证明该方法可用于复合材料裙的轴压屈曲分析。 展开更多

关键词 复合材料 稳定裙 屈曲 非线性 固体火箭发动机

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固体推进剂三维粘弹性Monte-Carlo随机有限元法 被引量：4

15

作者 田四朋 唐国金 +1 位作者 李道奎 雷勇军 《强度与环境》 2007年第2期51-57,共7页

发展了一种粘弹性Monte-Carlo随机有限元法,并对固体火箭发动机药柱进行了三维随机分析。首先由Herrmann泛函出发导出了三维不可压和近似不可压粘弹性增量有限元列式。然后,同时考虑固体推进剂力学性能参数和载荷的随机性,结合Monte-Ca... 发展了一种粘弹性Monte-Carlo随机有限元法,并对固体火箭发动机药柱进行了三维随机分析。首先由Herrmann泛函出发导出了三维不可压和近似不可压粘弹性增量有限元列式。然后,同时考虑固体推进剂力学性能参数和载荷的随机性,结合Monte-Carlo技术对弹性约束的圆柱形中孔药柱进行了随机分析。为了克服直接Monte-Carlo法(DMCS)效率低的缺点,引入Latin超立方抽样技术(LHS)以提高计算效率。算例表明该方法收敛速度块、通用性强、易于工程应用。 展开更多

关键词 不可压 Latin超立方抽样 随机分析 MONTE-CARLO模拟

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外压载荷分布形式对固体火箭发动机结构稳定性的影响 被引量：4

16

作者 任萍 侯晓 +1 位作者 何高让 姚东 《强度与环境》 2011年第2期13-17,共5页

应用有限元软件开展了燃烧室全筒段均压、全筒段分布式外压、局部均压三种状态外压稳定性分析,得到了三种状态的失稳载荷和屈曲波形,为不同载荷分布的外压试验方案的制定提供理论基础。分析表明:三种状态中全筒段均压状态的失稳载荷最低... 应用有限元软件开展了燃烧室全筒段均压、全筒段分布式外压、局部均压三种状态外压稳定性分析,得到了三种状态的失稳载荷和屈曲波形,为不同载荷分布的外压试验方案的制定提供理论基础。分析表明:三种状态中全筒段均压状态的失稳载荷最低,三种状态的屈曲波发生部位也不一样。全筒段均压状态的外压试验结果不能代表分布式或局部外压下的承载能力,不同外压载荷的分布形式应采取不同的载荷验证试验方案。 展开更多

关键词 燃烧室 壳体 外压 失稳载荷

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固体火箭发动机长期贮存热载荷的有限元分析方法 被引量：2

17

作者 冯志刚 周建平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期67-71,共5页

分析了固体火箭发动机药柱在长期贮存过程中，由于温度载荷谱的变化所引起的力学响应。基于粘弹性积分蠕变型本构关系，推导了能分析粘弹结构的热载荷的有限元模型，并用它分析了梁、厚壁圆筒与真实固体火箭发动机的热应力问题。

关键词 有限元法 热载荷 火箭发动机

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固体火箭发动机压强曲线上升段预示的一种实用方法 被引量：1

18

作者 宋明德 王敬超 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1994年第1期1-7,共7页

介绍了一种预示固体发动机火箭压强曲线上升段的实用方法。用该方法编制的程序具有结构简单,精度高的优点,能够满足工程需要。

关键词 火箭发动机 固体推进剂 点火 性能

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混杂纤维缠绕壳体结构分析与设计 被引量：2

19

作者 陈汝训 《强度与环境》 1999年第3期11-19,共9页

讨论了固体火箭发动机壳体的混杂纤维缠绕问题。给出了混杂纤维缠绕层厚度比的确定方法。以网格理论为基础，得到了混杂纤维缠绕圆筒壁厚和爆破压强的计算方法以及混杂纤维缠绕封头的分析方法。算例表明，给出的设计计算方法可用于混杂... 讨论了固体火箭发动机壳体的混杂纤维缠绕问题。给出了混杂纤维缠绕层厚度比的确定方法。以网格理论为基础，得到了混杂纤维缠绕圆筒壁厚和爆破压强的计算方法以及混杂纤维缠绕封头的分析方法。算例表明，给出的设计计算方法可用于混杂纤维缠绕壳体的初步设计。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 复合材料 缠绕结构 结构强度

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固体火箭发动机冲击响应分析中改进的Wilson－θ法

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作者 余旭东 胡德斌 马彩霞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期38-42,共5页

在Ｗｉｌｓｏｎ－θ法基础上引入参数γ，提出了修正的振动平衡方程和初始条件表达式。研究了新方法的稳定性和γ系数的取值范围，并以某些导弹的发动机壳体为算例和实验对象，验证了新方法的正确性和在抑制超调现象方面的有效性。

关键词 固体推进剂 火箭发动机 壳体 冲击载荷 冲击响应

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