炮射导弹用发动机装药结构完整性分析

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huli890615
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代战争中武器的远程化日益重要,近年来各种各样的增程技术被各种型号武器所采用,炮射火箭增程技术作为其中使用较多的增程方式之一,被各国研究者进行了深入的研究。由于增程火箭在其炮射阶段需承受极大的发射载荷,且在发动机点火时还要承受点火所带来的高压强,因此研究发射过载及点火冲击对推进剂结构完整性的影响变得十分重要。本文首先通过改性双基推进剂的准静态压缩实验及高应变率霍普金森杆实验,对推进剂在宽泛应变率下的力学性能进行了分析研究,得到了不同温度下改性双基推进剂在高应变率10~3~10~4s-1及低应变率10-4~10-1s-1范围内的力学响应曲线。实验曲线表明该推进剂存在明显的温度及率相关现象,是一种典型的粘弹性材料。通过实验数据处理,本文建立了能够同时描述材料低应变率性能及高应变率性能的朱王唐(ZWT)非线性粘弹性本构模型。经过对实验数据的拟合,发现ZWT模型在高应变率及低应变率下都可以较为准确地描述材料的力学行为特征。本文通过编写VUMAT子程序将ZWT本构模型导入商用软件。首先将一维ZWT非线性本构模型扩展为三维形式,通过改写三维形式为增量形式后,使用FORTRAN语言将增量形式编写为VUMAT子程序,插入ABAQUS中进行计算。通过验证模型对比了仿真结果与实验结果的符合程度,发现该本构模型在模拟改性双基推进剂在10%应变范围内的精确度较高。将该本构模型应用于某发动机的结构完整性分析中,通过对不同温度下的装药力学响应情况进行数值仿真分析,获得了高、低、常温下装药的应力曲线及应变曲线,对比了不同温度下装药的力学响应情况。同时对不同弹性模量及厚度的缓冲垫作为变量进行了数值仿真,研究了其对装药力学响应的影响。研究发现:低弹性模量的缓冲垫对于通气孔位置药柱的应力应变改善情况较好,而高弹性模量的缓冲垫在药柱中心位置造成的应力及应变都要更小。由于通气孔位置处的应力集中较明显,故低弹性模量的缓冲垫综合来看更好。而改变缓冲垫的厚度进行对比分析发现,缓冲垫厚度对减小通气孔附近的应力集中并没有明显的效果,但在降低药柱中心位置与和通气孔在同一半径位置其他区域的应力应变有较好的效果。本文对炮射增程火箭发动机装药的结构完整性进行了数值仿真分析,其研究成果可以为高过载固体火箭发动机设计提供坚实的技术基础。
其他文献
学位
学位
混凝土作为目前世界上运用最为广泛的人工建筑材料,具有强度高、耐久性好、成本低等众多优点,但其自身薄弱的拉伸性能以及明显的脆性特点却使混凝土结构在承受侵彻、爆炸等极限冲击荷载时表现一般。为改善混凝土材料较弱的拉伸与耗能性能,向混凝土基体内部掺入一定体积率杂乱分布的纤维,不失为一个有效的办法。在建筑材料领域中,钢纤维和PVA纤维凭借自身良好的材料性能以及与水泥基体间强力的粘结性能受到学者广泛青睐。为响
学位
学位
学位
学位
学位
固体火箭发动机是以固体装药为动力的化学火箭发动机,具有结构简单、工作可靠性高、维护简单、密度高等优点。固体火箭发动机的工作时间、燃烧室压力、推力等参数均与药柱的几何形状有关,因此装药设计是固体火箭发动机设计的关键环节。随着计算机技术的高速发展,虚拟现实技术在科学研究领域发挥了重要作用。虚拟仿真实验具有直接的视觉效果、良好的交互性能、平台可扩展等优点,已经成为航空航天领域的研究热点之一。本文所研究的
在大型炼钢厂,常采用多跨行车梁结构,连接加料跨、接受跨和冶炼跨,方便钢水包的运输和钢水的冶炼。吊装搬运钢水包的行车负荷大,工作频率高,对行车梁的强度和刚度提出了较高的要求。行车梁一旦出现结构性变形和损坏,比如大幅度晃动,啃轨、局部筋板开裂,甚至断裂等,势必会危及生产安全和生命安全,带来严重后果。因此,行车梁的稳定性和安全性至关重要。在设计行车梁结构时,目前普遍按照传统的钢结构设计规范进行设计,只做