低温推进剂无损贮存技术试验研究进展 被引量：5

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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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基于自生增压管路箱内换热的增压系统设计及试验研究

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作者 曾兆妹 张腾 +3 位作者 王佳森 孙善秀 吴姮 马方超 《低温工程》 北大核心 2025年第2期78-84,共7页

为了提高氢氧模块运载火箭的氢自生增压技术的可靠性,解决箱内小气枕状态下氢自生增压温度过高而导致增压能力过强的问题,开展了基于箱内增压管路换热的闭式增压系统设计。为验证方案的可行性,建立了试验系统,研究了增压管在液氢和气氢... 为了提高氢氧模块运载火箭的氢自生增压技术的可靠性,解决箱内小气枕状态下氢自生增压温度过高而导致增压能力过强的问题,开展了基于箱内增压管路换热的闭式增压系统设计。为验证方案的可行性,建立了试验系统,研究了增压管在液氢和气氢两种环境下,不同增压流量和温度工况的换热性能,获得了增压介质换热前后的温度变化情况。试验结果显示:在液氢环境下,增压介质换热效果明显,温度下降较大;同时在气氢环境下换热前后增压介质温度相近。利用大空间池沸腾换热模型对增压管换热进行仿真,与试验结果一致性较好。研究结果表明,基于自生增压管路箱内换热的增压系统具有可行性。 展开更多

关键词 液氢 沸腾换热 自生增压 试验研究

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0Cr18Ni9不锈钢材料常低温断裂行为研究 被引量：3

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作者 王亚军 王儒文 +1 位作者 贺启林 周浩洋 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期24-30,56,共8页

研究了0Cr18Ni9不锈钢材料常温和77 K下的断裂性能,利用光学显微镜、电子扫描显微镜(SEM)进行断口分析。结合断口学结果,分析了温度对0Cr18Ni9不锈钢材料断裂行为的影响,结果表明0Cr18Ni9不锈钢材料稳定裂纹扩展开始时的断裂韧度工程估... 研究了0Cr18Ni9不锈钢材料常温和77 K下的断裂性能,利用光学显微镜、电子扫描显微镜(SEM)进行断口分析。结合断口学结果,分析了温度对0Cr18Ni9不锈钢材料断裂行为的影响,结果表明0Cr18Ni9不锈钢材料稳定裂纹扩展开始时的断裂韧度工程估计值JQ在常温和77 K下分别为2 116.1 k J/m2、160.0 k J/m2,实际的起裂韧度值Ji在常温和77 K下分别为325.3 k J/m2、43.1k J/m2。 展开更多

关键词 0Cr18Ni9不锈钢 低温 断裂韧度 阻力曲线 J积分

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蓄压器膜盒低温液压冲击试验研究 被引量：3

4

作者 崔忠炜 张连万 +3 位作者 雒宝莹 张婷 吕宝西 张宇 《液压与气动》 北大核心 2017年第11期67-71,共5页

为在地面验证蓄压器膜盒承受低温水击压力冲击的性能,建立了一种膜盒低温液压冲击试验系统。该系统以落锤作为能量冲击源,通过能量转化实现膜盒压力变化。对液压冲击试验系统进行了阐述,介绍了试验冲击压力、低温环境等边界条件模拟方法... 为在地面验证蓄压器膜盒承受低温水击压力冲击的性能,建立了一种膜盒低温液压冲击试验系统。该系统以落锤作为能量冲击源,通过能量转化实现膜盒压力变化。对液压冲击试验系统进行了阐述,介绍了试验冲击压力、低温环境等边界条件模拟方法,分析了低温液压冲击试验中的关键技术,开展了蓄压器膜盒低温液压冲击试验,并对膜盒液压冲击过程进行了研究分析。试验结果表明,采用该试验方法能够考核膜盒液氮温区液压冲击性能,最后对试验过程中存在的问题提出改进方向。 展开更多

关键词 蓄压器 低温 冲击 动密封

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注气式蓄压器自由液面控制技术研究 被引量：2

5

作者 马方超 刘文川 +2 位作者 陈牧野 徐珊珊 张立强 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2020年第4期63-67,72,共6页

为了使注气式蓄压器满足火箭POGO抑制所需的气枕容积,需要持续地向蓄压器气枕内充入气体,并控制自由液面的位置,避免气体进入输送管路对发动机造成影响。建立了注气式蓄压器AMEsim仿真模型及地面试验系统,对自由液面的控制技术进行研究... 为了使注气式蓄压器满足火箭POGO抑制所需的气枕容积,需要持续地向蓄压器气枕内充入气体,并控制自由液面的位置,避免气体进入输送管路对发动机造成影响。建立了注气式蓄压器AMEsim仿真模型及地面试验系统,对自由液面的控制技术进行研究。通过仿真计算及试验结果分析表明:通过充气和排气流量匹配,利用溢出管进行自由液面的控制,能够将容积控制在所需范围内。 展开更多

关键词 注气 蓄压器 自由液面 容积 柔度

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深低温压力自紧式密封结构设计及验证 被引量：2

6

作者 许光 满满 +1 位作者 廖传军 周浩洋 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期20-23,共4页

设计了一种深低温应用的压力自紧密封结构,并采用有限元仿真分析方法对其应力、应变特性,及密封面接触压应力进行了研究,分析结果表明安装后密封圈大部分区域应力超过材料屈服极限,发生了塑性变形,最大塑性应变发生在密封面位置,随密封... 设计了一种深低温应用的压力自紧密封结构,并采用有限元仿真分析方法对其应力、应变特性,及密封面接触压应力进行了研究,分析结果表明安装后密封圈大部分区域应力超过材料屈服极限,发生了塑性变形,最大塑性应变发生在密封面位置,随密封压力增加密封面接触压应力线性增加,具有压力自紧效果。加工了3套密封结构进行试验,经验证,密封结构在深低温下具有良好的密封性能。 展开更多

关键词 深低温 自紧 密封

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基于数字散斑相关技术与有限元仿真相结合方法研究0Cr18Ni9不锈钢的断裂行为 被引量：1

7

作者 王亚军 王儒文 +2 位作者 贺启林 周浩洋 王宇宁 《理化检验（物理分册）》 CAS 2018年第5期309-316,共8页

依据GB/T 21143-2014,对0Cr18Ni9不锈钢板紧凑拉伸试样进行了断裂试验,结合扫描电镜(SEM)观察其钝化线,采用数字散斑相关技术和有限元仿真相结合的方法得到了裂纹区域的应变和应力场。结果表明:0Cr18Ni9不锈钢钝化线斜率约为GB/T 21143-... 依据GB/T 21143-2014,对0Cr18Ni9不锈钢板紧凑拉伸试样进行了断裂试验,结合扫描电镜(SEM)观察其钝化线,采用数字散斑相关技术和有限元仿真相结合的方法得到了裂纹区域的应变和应力场。结果表明:0Cr18Ni9不锈钢钝化线斜率约为GB/T 21143-2014推荐经验钝化线斜率的2倍;该材料呈现出高韧性断裂特征,试样在发生较大范围屈服时,裂纹才明显张开,试样启裂时,韧带区域已全面屈服;断裂力学有限元仿真验证了数字散斑相关技术的适用性,数字散斑相关技术能够比较准确地表征裂尖"奇异区"外的结构应变场。 展开更多

关键词 0Cr18Ni9不锈钢 断裂试验 钝化线 数字散斑相关技术 有限元仿真

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空间在轨氢氧内燃机技术研究 被引量：2

8

作者 马方超 吴俊峰 +2 位作者 赵涛 张连万 丁建春 《宇航总体技术》 2022年第2期49-58,共10页

用于空间在轨运行的氢氧内燃机是低温末级火箭流体集成系统(IVF)中的关键组件。分析了国内外空间在轨氢氧内燃机的发展现状,通过Chemkin燃烧软件仿真分析获得了氢氧内燃机设计关键参数。开展了氢氧内燃机地面点火验证试验。结果表明:氢... 用于空间在轨运行的氢氧内燃机是低温末级火箭流体集成系统(IVF)中的关键组件。分析了国内外空间在轨氢氧内燃机的发展现状,通过Chemkin燃烧软件仿真分析获得了氢氧内燃机设计关键参数。开展了氢氧内燃机地面点火验证试验。结果表明:氢氧内燃机具有较好的点火启动性能,通过降低混合比和压缩比能够将氢氧内燃机缸内的温度和压力控制在合理范围内。氢氧内燃机在稳定的转速下工作,所消耗的氢气、氧气质量流量小于低温贮箱的平均蒸发量。 展开更多

关键词 氢氧内燃机 富氢燃烧 在轨发电 点火试验

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智能技术在火箭管路系统研制中的应用研究 被引量：2

9

作者 史淑娟 王儒文 +1 位作者 刘江 曹文利 《宇航总体技术》 2021年第3期37-47,共11页

管路系统在火箭中布局在狭小空间内,不仅规格种类和数量多,且安装位置和安装接口极其复杂多样,给管路的敷设、制造和装配都带来相当的难度。近年来,国内外与智能技术相关的信息、计算机软硬件、控制和传感器等技术的飞速发展,为火箭管... 管路系统在火箭中布局在狭小空间内,不仅规格种类和数量多,且安装位置和安装接口极其复杂多样,给管路的敷设、制造和装配都带来相当的难度。近年来,国内外与智能技术相关的信息、计算机软硬件、控制和传感器等技术的飞速发展,为火箭管路系统的设计、制造以及高效率装配等提供了坚实的理论基础和技术保障。从国内外火箭管路系统在智能布局、智能制造和智能装配等方面入手,研究了智能技术在火箭管路系统工程应用的现实和前景。 展开更多

关键词 智能技术 火箭管路 应用

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低温加注阀关闭状态确认试验研究

10

作者 吴姮 孙善秀 +2 位作者 赵春宇 吴俊峰 刘文川 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期36-41,共6页

为验证采用传感器监测加注阀入口容腔压力对加注阀关闭状态判断的可行性,建立了低温加注阀关闭状态确认试验系统。研究加注阀无泄漏和加注阀预制泄漏通道两种状态下通过孔板模拟加注连接器顶杆中心小孔排放后加注阀入口容腔压力变化及... 为验证采用传感器监测加注阀入口容腔压力对加注阀关闭状态判断的可行性,建立了低温加注阀关闭状态确认试验系统。研究加注阀无泄漏和加注阀预制泄漏通道两种状态下通过孔板模拟加注连接器顶杆中心小孔排放后加注阀入口容腔压力变化及连接器脱落前后加注阀泄漏量的变化,开展了加注阀关闭状态确认方法原理性试验和数值仿真研究。研究结果表明:加注阀无泄漏和存在泄漏时从压力传感器能明显监测到压力变化,且连接器脱落前后泄漏量变化较大,数值仿真结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 低温加注阀 关闭状态 数值模拟

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天地差异性对低温保险阀压力点影响研究

11

作者 刘文川 高健 +1 位作者 李林 陈二锋 《液压气动与密封》 2022年第6期78-83,共6页

针对低温保险阀飞行工况相比地面试验工况附加压力偏高0.02~0.03 MPa的现象,通过开展低温保险阀出口管路的流场仿真,提出了保险阀出口管路中的超音速流动及激波现象;在此基础上,通过连通管感知压力对保险阀压力点影响的定量分析及低温... 针对低温保险阀飞行工况相比地面试验工况附加压力偏高0.02~0.03 MPa的现象,通过开展低温保险阀出口管路的流场仿真,提出了保险阀出口管路中的超音速流动及激波现象;在此基础上,通过连通管感知压力对保险阀压力点影响的定量分析及低温保险阀的天地差异性分析,认为低温保险阀压力点对连通管感知压力异常敏感,并当保险阀打开后,连通管感知出口管路中的气体压力,将使得保险阀压力点发生上漂/下漂;对于飞行工况,仿真结果表明,飞行工况连通管感知压力约0.02 MPa,使保险阀压力点发生上漂0.02 MPa,有效解释了多个型号低温保险阀飞行工况中附加压力偏高的现象。 展开更多

关键词 天地差异性 保险阀 压力点 激波

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低温阀门试验系统改进及流程优化研究

12

作者 张连万 赵春宇 +2 位作者 李文斌 吕宝西 陈二锋 《真空与低温》 2022年第3期368-372,共5页

针对运载火箭低温阀门多次出现低温性能试验压力超差的问题,开展了阀门合格率影响因素研究,从试验系统温度差异、过滤器压力差变化以及系统压力分布等方面进行了仿真分析。结果表明,试验系统温度不匹配以及贮箱至阀门管路压力差偏大是... 针对运载火箭低温阀门多次出现低温性能试验压力超差的问题,开展了阀门合格率影响因素研究,从试验系统温度差异、过滤器压力差变化以及系统压力分布等方面进行了仿真分析。结果表明,试验系统温度不匹配以及贮箱至阀门管路压力差偏大是低温性能试验阀门压力超差的主要原因。提出了试验系统改进和试验流程优化方案,通过试验验证,系统改进方案有效,产品性能满足设计要求,产品一次低温性能合格率提升到80%以上,缓解了高密度发射下型号产品交付的紧张局面。 展开更多

关键词 低温阀门 低温试验 仿真分析 系统改进

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一种深低温电磁阀试验系统设计与仿真

13

作者 赵春宇 张连万 +1 位作者 岳婷 雒宝莹 《液压气动与密封》 2022年第3期19-22,共4页

为实现某低温运载火箭三子级冷氦增压系统液氢温区阀门性能考核,采用AMESim建立系统仿真模型,仿真分析被测冷氦增压电磁阀不同工作模式,得出两台200W@20K斯特林制冷机、两台70 L高压低温换热贮罐、按照箭上落压、等间隔开启/关闭工作模... 为实现某低温运载火箭三子级冷氦增压系统液氢温区阀门性能考核,采用AMESim建立系统仿真模型,仿真分析被测冷氦增压电磁阀不同工作模式,得出两台200W@20K斯特林制冷机、两台70 L高压低温换热贮罐、按照箭上落压、等间隔开启/关闭工作模式的设计方案,以最小贮箱容积和最短换热时间实现冷氦电磁阀液氢温区性能试验。 展开更多

关键词 深低温 电磁阀 系统设计 仿真

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液体火箭输送系统非对称出流稳定性研究

14

作者 马方超 孙善秀 +2 位作者 吴姮 丁蕾 张腾 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第2期214-218,共5页

为防止大型液体运载火箭推进剂出流塌陷,减少推进剂剩余量,对多台发动机并联的非对称出流装置进行优化研究。建立了出流口及盖板结构流场理论分析模型,开展了流场仿真分析,获得了不同出流结构的推进剂剩余量。对称结构推进剂剩余1341 m^... 为防止大型液体运载火箭推进剂出流塌陷,减少推进剂剩余量,对多台发动机并联的非对称出流装置进行优化研究。建立了出流口及盖板结构流场理论分析模型,开展了流场仿真分析,获得了不同出流结构的推进剂剩余量。对称结构推进剂剩余1341 m^(3),非对称结构推进剂剩余量约1712 m^(3)。结果表明:采用圆形盖板方案能够显著降低液体剩余量;非对称出流口构型与对称构型相比,液体剩余量显著增大,在布置密集的位置推进剂夹气更早出现;非对称布置时应留有足够的通流面积,以降低局部流速,延迟夹气时间。 展开更多

关键词 出流装置 非对称 剩余量 圆形盖板

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航天管路系统网套金属软管试验研究与数值计算

15

作者 王亚军 陈鼎铭 +2 位作者 贺启林 方红荣 周浩洋 《压力容器》 北大核心 2024年第2期17-27,共11页

针对广泛应用于航天管路系统中的金属软管静力学特性,使用试验方法和有限元仿真方法对其进行研究。对软管进行了无内压和内压0.5 MPa状态下的轴向拉压刚度试验、横向弯曲刚度试验,试验结果表明,金属软管轴向拉压刚度、横向弯曲刚度具有... 针对广泛应用于航天管路系统中的金属软管静力学特性,使用试验方法和有限元仿真方法对其进行研究。对软管进行了无内压和内压0.5 MPa状态下的轴向拉压刚度试验、横向弯曲刚度试验,试验结果表明,金属软管轴向拉压刚度、横向弯曲刚度具有非线性特性,且其力学特性与内压状态有关。根据软管中网套的非线性轴向力-位移关系,在有限元仿真软件中建立了一种基于非线性弹簧系统的等效模型。数值结果表明,该模型中的分配系数Ca取0.95时,仿真结果与试验结果一致性较好。该模型能够有效复现金属软管静力学变形的非线性特性,为进一步静动力学分析提供参考。 展开更多

关键词 金属软管 静力学试验 刚度非线性 有限元方法 钢丝网套

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增压输送系统实验室安全规范管理探索与实践

16

作者 张连万 王细波 +1 位作者 鲍静 石峰 《安全》 2021年第S01期65-68,73,共5页

为提升实验室安全管理水平,本文从实验室安全文化建设、试验标准化推进、安全风险管控等方面阐述现行的实验室安全管理思路,并提出压力容器远程监测及试验远程测控等措施,以提升试验的本质安全。实验室的安全规范化管理为型号的科研生... 为提升实验室安全管理水平,本文从实验室安全文化建设、试验标准化推进、安全风险管控等方面阐述现行的实验室安全管理思路,并提出压力容器远程监测及试验远程测控等措施,以提升试验的本质安全。实验室的安全规范化管理为型号的科研生产任务提供有力保障。 展开更多

关键词 增压输送系统实验室 安全管理 规范管理

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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

17

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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考虑推进剂影响的增压输送系统管路结构湿模态分析方法研究

18

作者 贾鹏飞 姜海坚 +2 位作者 赵东伟 梁景媛 陈鼎铭 《压力容器》 北大核心 2024年第10期43-49,86,共8页

针对运载火箭增压输送系统输送管结构,通过引入声学单元模型,建立了考虑推进剂影响的管路有限元模型,开展结构湿模态分析。基于Abaqus详细描述了含介质输送管湿模态仿真建模流程,并开展了某型号运载火箭增压输送系统大口径波纹管充水、... 针对运载火箭增压输送系统输送管结构,通过引入声学单元模型,建立了考虑推进剂影响的管路有限元模型,开展结构湿模态分析。基于Abaqus详细描述了含介质输送管湿模态仿真建模流程,并开展了某型号运载火箭增压输送系统大口径波纹管充水、不充水工况下随机振动试验。通过试验、仿真结果对比分析,发现结构各阶受激发模态频率仿真偏差在6%以内,其中横向1阶模态偏差小于1%,从而验证了声学单元方法有效性,得到液体介质对波纹管类结构横向模态频率影响大于对轴向模态频率影响的结论。研究可为后续各领域湿模态仿真工作提供了详细的方法论述和操作指导。 展开更多

关键词 增压输送系统 声学单元 湿模态 波纹管

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单台G-M制冷机为冷源力学性能测试系统研究 被引量：1

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作者 谢世永 赵春宇 +5 位作者 张连万 徐冬 刘辉明 赵亚林 吴姗姗 李来风 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-4,16,共5页

以单台G-M制冷机为冷源,研究设计了一套可满足8—300 K温区内任意温度点稳定可控的材料力学测试系统,满足对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试要求。该系统利用少量氦气作为导冷介质,为系统内的夹具、样品等降温,降低至最低温度8 ... 以单台G-M制冷机为冷源,研究设计了一套可满足8—300 K温区内任意温度点稳定可控的材料力学测试系统,满足对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试要求。该系统利用少量氦气作为导冷介质,为系统内的夹具、样品等降温,降低至最低温度8 K用时14小时。选取8—300 K内多个温度点对系统进行控温测试,验证该系统在8—300 K内具有可连续稳定控温能力。利用电子万能试验机对该系统的性能进行测试,以77 K为低温的典型温度点对5a06铝合金进行拉伸测试,并与平台测试结果进行对比分析,证明该低温力学测试系统的测试结果具有较高的可信度。 展开更多

关键词 低温力学性能 G-M 制冷机 连续稳定控温

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金属软管轴向静刚度特性试验研究 被引量：4

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作者 王亚军 陈鼎铭 +2 位作者 贺启林 方红荣 周浩洋 《压力容器》 北大核心 2023年第7期1-10,18,共11页

针对目前对航天管路系统金属软管静刚度特性认识有限的问题,对金属软管开展了轴向刚度试验研究。通过设计轴向刚度试验,考虑了无内压状态和充压0.5 MPa状态下的拉伸、压缩工况,获得了2种不同规格的金属软管试验件的刚度曲线。试验结果表... 针对目前对航天管路系统金属软管静刚度特性认识有限的问题,对金属软管开展了轴向刚度试验研究。通过设计轴向刚度试验,考虑了无内压状态和充压0.5 MPa状态下的拉伸、压缩工况,获得了2种不同规格的金属软管试验件的刚度曲线。试验结果表明,软管的轴向刚度表现出了高度非线性,在低刚度阶段两试件的刚度分别为56.82 N/mm和167.13 N/mm,在高刚度阶段两试件的刚度则分别大于3724.62 N/mm和4014.14 N/mm。使用数字图像法,获取了轴向拉伸时网套的编织角变化及外径变化信息,分析了几何非线性和边界非线性因素对软管刚度的影响,提出了基于接触的金属软管非线性力学行为解释。使用有限元仿真方法,对金属软管轴向拉伸过程中的刚度非线性变化进行了复现,验证了基于接触的金属软管非线性力学行为解释的可靠性。为金属软管刚度非线性的进一步分析提供参考。 展开更多

关键词 金属软管 钢丝网套 静力学试验 刚度非线性 数字图像法

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