输送管位移和刚度计算方法研究

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输送管通常由金属波纹管、管子和法兰三部分焊接而成,用于将推进剂从火箭贮箱输送至发动机,通过一个或多个波纹管来达到位移补偿的作用,是运载火箭重要的单机产品。金属波纹管是输送管实现其功能要求的主要零部件,波纹管刚度的准确计算是输送管位移计算的关键。本课题将对“U”型波纹管进行研究,使用标准GB/T12777经验公式和有限元法计算轴向、径向和弯曲刚度,分析计算结果,说明有限元法的正确性,为输送管位移和刚度计算奠定基础。鉴于输送管有限元常规计算方法存在建模繁琐、运算时间长的情况,在已知波纹管轴向、径向、弯曲刚度的条件下,本文运用有限元软件总结了一种输送管位移和刚度快速计算方法。通过对输送管的有限元常规计算方法和有限元快速计算方法进行计算结果的对比分析,说明有限元快速计算方法的正确性和快速性。介绍输送管位移快速计算方法的工程应用情况,并以实例分析的方式对快速计算方法在螺栓强度校核,以及发动机接口设计输入中的应用进行了说明。本文的研究成果能够为广大工程技术人员提供输送管有限元快速计算方法的一些指导。
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