金屬膜片式貯箱的工作原理是通入高壓氣體使膜片翻轉(zhuǎn)從而把推進劑擠壓出貯箱,所以貯箱能否高效的完成工作的關(guān)鍵是膜片的翻轉(zhuǎn)。膜片的翻轉(zhuǎn)直接影響貯箱的排出效率及翻轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。本文基于國家某聯(lián)合基金項目,從工程實際出發(fā),設計出金屬貯箱膜片的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵尺寸。根據(jù)膜片的實際工作條件制定評價指標及設計指標。針對金屬貯箱膜片的翻轉(zhuǎn)過程、影響翻轉(zhuǎn)過程的因素和影響參數(shù)的組合優(yōu)化做了以下研究:1.基于非線性仿真軟件對膜片的翻轉(zhuǎn)過程進行了研究,主要分析翻轉(zhuǎn)過程中等效應力及翻轉(zhuǎn)壓差的變化;2.分別分析了預彎邊半徑、膜片厚度和膜片切線角度三個關(guān)鍵參數(shù)對翻轉(zhuǎn)的影響,通過對比,研究了以上參數(shù)對膜片翻轉(zhuǎn)指標的影響趨勢,得出了其對膜片翻轉(zhuǎn)影響的規(guī)律并基于工程條件得出單個參數(shù)的優(yōu)化范圍。3.設計了正交試驗對膜片三組參數(shù)進行組合優(yōu)化分析,得出每個參數(shù)對翻轉(zhuǎn)指標影響程度的大小,選擇出最佳的參數(shù)組合。4.為驗證膜片設計結(jié)果和仿真的準確度,根據(jù)組合優(yōu)化后的最佳參數(shù)加工了初樣產(chǎn)品并設計了試驗方案,試驗結(jié)果顯示膜片各項指標符合工程實際要求,且試驗結(jié)果與仿真結(jié)果有較好的一致性。 

【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

貯箱結(jié)構(gòu)簡圖

圖 2.2 貯箱工作原理圖指標選擇及設計指標箱是在貯箱內(nèi)部焊接膜片，控制推進劑排放的關(guān)鍵是通過膜片是否能完成高效的翻轉(zhuǎn)來評價。本文選鍵因素作為膜片優(yōu)劣的評價指標。的起翻壓差壓差是膜片從預彎邊處開始翻轉(zhuǎn)時的壓差，起翻壓差條件。膜片起翻壓差越小，通入高壓氣體時貯箱開精確調(diào)控推進系統(tǒng)工作。在試驗時，由于直接測量常以貯箱排出 50mL 推進劑時所測量到的壓差為起達到 5mm 左右時所提取到的壓差為膜片的起翻壓的工程要求是不大于 0.11MPa。效率

第 2 章 鈦合金膜片結(jié)構(gòu)設計與分析11-圖 2.2 貯箱工作原理圖2.3 膜片評價指標選擇及設計指標金屬膜片貯箱是在貯箱內(nèi)部焊接膜片，控制推進劑排放的關(guān)鍵是膜片的翻轉(zhuǎn)。膜片的優(yōu)劣主要是通過膜片是否能完成高效的翻轉(zhuǎn)來評價。本文選擇了幾個表征膜片翻轉(zhuǎn)性能的關(guān)鍵因素作為膜片優(yōu)劣的評價指標。（1）膜片的起翻壓差膜片起翻壓差是膜片從預彎邊處開始翻轉(zhuǎn)時的壓差，起翻壓差是衡量膜片式貯箱靈敏度的關(guān)鍵條件。膜片起翻壓差越小，通入高壓氣體時貯箱開始工作的反應越靈敏，更有利于精確調(diào)控推進系統(tǒng)工作。在試驗時，由于直接測量膜片的起翻壓力不容易實現(xiàn)，通常以貯箱排出 50mL 推進劑時所測量到的壓差為起翻壓差。在仿真時，以頂點位移達到 5mm 左右時所提取到的壓差為膜片的起翻壓差。本次設計中，對膜片起翻壓差的工程要求是不大于 0.11MPa。（2）翻轉(zhuǎn)效率膜片的翻轉(zhuǎn)效率等同于貯箱的排出效率，是指推進劑最終排出量與貯箱最大容積比。膜片的翻轉(zhuǎn)效率越高，則推進劑的排出率越高，提高了推進劑的利用效率。除此之外，推進劑的大量剩余，在飛行過程中會產(chǎn)生晃動引起貯箱質(zhì)心偏移。提高膜片的翻轉(zhuǎn)效率可以減少推進劑的攜帶量從而使推進系統(tǒng)的質(zhì)量下降，降低航天器的飛行成本。（3）工作應力變化膜片在翻轉(zhuǎn)過程中的應力變化是衡量膜片能否翻轉(zhuǎn)成功的關(guān)鍵因素之一，當翻轉(zhuǎn)過程中膜片最大工作應力大于材料抗拉強度，膜

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3594853