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本文利用基于有限体积法的VOF方法模拟部分充液贮箱中液体的输送过程,根据数值计算结果可以获得出流过程中贮箱自由液面塌陷夹气时的液面高度和液面塌陷的过程,将数值计算结果和试验结果进行了比较,验证了该方法的有效性.通过对计算结果进行分析,本文获得了液面塌陷时流场特征和塌陷原理,为防塌陷装置的设计提供指导.

关键词: 贮箱 , 自由液面 , 塌陷 , VOF , 液面高度

聚合物基复合材料在液氧贮箱中的应用研究

王戈 , 刘长军 , 李效东 , 李公义

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.01.004

回顾了航天系统液氧贮箱的历史沿革,论证聚合物复合材料作为贮箱材料应用的必要性和可行性.从聚合物基体和纤维选择,复合材料的成型,与液氧相容性的评价以及综合性能测试进行了讨论.

关键词: 液氧 , 贮箱 , 相容性 , 聚合物 , 复合材料

低温金属贮箱刮伤补强优化分析

李林生 , 张晓颖 , 杨汝平 , 许小强

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.014

针对某低温贮箱箱底刮伤补强,本文分别进行了小平板试样和大平板试样的缺陷补强优化,最终确定了采用1.2 mm厚、特殊塑料、R75 mm圆形、边缘斜坡过渡、双面粘贴的方式进行补强,缺陷补强后超过了母材强度,达到了优化目标,整箱极限内压试验通过验证了优化结论的正确性.

关键词: 贮箱 , 刮伤 , 补强 , 优化

火箭贮箱焊缝连接处应力及变形分析

童军 , 侯传涛

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.009

对常见的铝合金薄壁贮箱焊缝连接处结构形式进行对比分析计算,比较了椭球底和三心底对箱筒段和底部连接处焊缝的影响及箱筒段上焊缝处加厚区内外偏置的影响.结果表明:对于箱筒段和底部连接的焊缝,采用椭球底形式焊缝处的轴向应力要小,应力梯度变化也小;对于箱筒段上的轴向焊缝,当焊缝处加厚区采用内偏置时,其径向位移比薄区大,即焊缝处产生向外凸出的变形模式,采用外偏置时,焊缝处产生内凹的变形模式;当箱筒段上的焊缝处加厚区采用中面偏置时,附加弯矩较小,变形较为协调,可以减小应力集中.

关键词: 贮箱 , 焊缝 , 椭球底 , 三心底 , 偏置

铝合金贮箱寿命安全性评估试验

王晓博 , 潘桢 , 鄢东洋 , 董曼红 , 刘希敏

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.017

介绍了铝合金贮箱的延寿试验,结合无损检测信息、极限承载能力试验、断裂韧性测试和裂纹扩展速率试验对铝合金贮箱进行使用安全性评定,提出了一套用于评估长期贮存铝合金贮箱寿命安全性的试验规范,供后续开展工作使用.

关键词: 贮箱 , 寿命 , 评估 , 试验

搅拌摩擦焊接头隧道类缺陷等强补焊工艺

姚君山 , 张春杰 , 魏薇

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.01.016

针对搅拌摩擦焊接头隧道类缺陷等强补焊的应用要求,开发了基于TIG焊熔补材料、搅拌摩擦焊增强组织性能的等强补焊工艺,对补焊后的接头进行了微观组织观察与力学性能分析,评价了补焊工艺对接头性能的影响.结果表明,对焊缝同一位置进行不大于三次的重复搅拌摩擦焊,接头力学性能不会明显下降；TIG熔补焊缝经再次搅拌摩擦焊后,其焊缝组织与搅拌摩擦焊焊缝组织特征相似,不会导致接头组织恶化.采用本文开发的等强补焊工艺对某型号火箭液氧贮箱纵缝的隧道缺陷进行了等强补焊,表明该方法有效可行.

关键词: 搅拌摩擦焊 , 隧道类缺陷 , 贮箱 , 补焊

运载火箭贮箱筒段环缝焊接应力变形数值模拟

何亚章 , 王东坡 , 王颖

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.007

以5 m直径大型运载火箭贮箱筒段为研究对象,对该筒段进行了环缝焊接过程的有限元模拟,得到了焊接过程的温度场分布情况以及简化工装约束条件下焊接后和约束卸载后的应力变形情况.结果表明,筒段的整体变形以径向变形为主;焊后最大应力出现在焊缝,最大应力429 MPa,由于应变强化而高于屈服强度;焊缝处的应力除外表面轴向应力为压应力,其他皆为拉应力.

关键词: 贮箱 , 筒段 , 环缝焊接 , 有限元 , 温度场 , 应力变形

改善贮箱Y形环焊缝应力水平的优化设计

王博 , 赵亮 , 郝鹏 , 蒋亮亮 , 彭伟斌

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.Z1.008

针对某贮箱Y形环与筒段间焊缝处内外侧应力差过大问题,通过参数优化和形状优化的协同优化策略,利用Isight多学科优化平台集成有限元分析软件ABAQUS搭建了优化流程,得到的最终优化结果可以有效地改善Y形环和筒段焊缝处的应力水平,提高贮箱的承载能力.另外,优化得到的结果与传统设计不同,这也为工程师解决同类问题提供了新的思路.

关键词: 贮箱 , Y形环 , 焊缝 , 参数优化 , 形状优化

复合材料层合结构低速冲击后的渗漏性能

陈琪 , 关志东 , 何为 , 冀赵杰 , 田承志

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.1.010

对复合材料贮箱结构进行低速冲击试验,并测试冲击后贮箱结构的渗漏性能.试验结果表明,当层板内部的基体损伤和分层损伤构成贯穿的通路后即导致贮箱渗漏,并且贮箱结构的冲击能量渗漏门槛值介于23 ～25J之间.在试验基础上建立了有限元模型以分析冲击后贮箱结构的内部损伤情况,并判断结构是否渗漏,计算结果与试验吻合良好.在计算模型的基础上对曲面贮箱结构的冲击渗漏性能进行分析.

关键词: 复合材料 , 贮箱 , 低速冲击 , 渗漏 , 有限元分析