喉襯是構(gòu)成固體火箭發(fā)動機(jī)噴管的最小通道,維持著發(fā)動機(jī)燃燒室的預(yù)定工作壓強(qiáng),使燃?xì)庥蓙喴羲僮優(yōu)槌曀?從而產(chǎn)生推力的關(guān)鍵部件。C/C復(fù)合材料由于較好的熱力學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于大型固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯結(jié)構(gòu),但是由于對該材料復(fù)雜的非均質(zhì)特性認(rèn)識不足,長期以來一直缺乏適合的本構(gòu)模型,導(dǎo)致仿真結(jié)果誤差較大。本文從工程實(shí)際出發(fā),以C/C復(fù)合材料的Jones-Nelson本構(gòu)模型為基礎(chǔ),對固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯進(jìn)行了熱結(jié)構(gòu)研究。第二章總結(jié)了近年來國內(nèi)外針對C/C復(fù)合材料力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)方法,研究了C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的試樣設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采樣方法,異常數(shù)據(jù)處理方法,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)評估方法等內(nèi)容,結(jié)合國內(nèi)復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)條件,完成了C/C復(fù)合材料軸向、0°方向和90°方向的拉伸、壓縮以及剪切的力學(xué)性能測試,獲得了較為準(zhǔn)確的材料力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,C/C復(fù)合材料具有顯著的各向異性、拉壓雙模量且存在損傷演化的特性,并為后續(xù)Jones-Nelson本構(gòu)模型的建立提供數(shù)據(jù)支持。第三章從材料的編織特性出發(fā),進(jìn)而分析證明其滿足正交各向異性本構(gòu)模型。再以C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中單軸力學(xué)性能數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過回歸擬合得到了該材...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 C/C復(fù)合材料力學(xué)性能及本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯熱結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 概述
    2.2 美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-HDBK-17復(fù)合材料手冊
        2.2.1 概述
        2.2.2 手冊的主要目標(biāo)與內(nèi)容
        2.2.3 手冊的優(yōu)點(diǎn)
    2.3 C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法研究
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法研究概述
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)取樣方法
        2.3.3 異常數(shù)據(jù)處理方法
        2.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)評估方法
    2.4 C/C復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)儀器簡介
        2.4.3 試件設(shè)計(jì)
        2.4.4 數(shù)據(jù)處理
        2.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.5 多向編織C/C復(fù)合材料力學(xué)性能分析
        2.5.1 材料力學(xué)性能各向異性分析
        2.5.2 材料拉壓雙模量性能分析
        2.5.3 材料損傷演化分析
    2.6 小結(jié)
3 C/C復(fù)合材料Jones-Nelson本構(gòu)模型研究
    3.1 引言
    3.2 C/C復(fù)合材料的本構(gòu)模型
        3.2.1 C/C復(fù)合材料的空間結(jié)構(gòu)
        3.2.2 C/C復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系的研究
    3.3 Jones-Nelson本構(gòu)模型研究
        3.3.1 Jones-Nelson本構(gòu)模型簡介
        3.3.2 Jones-Nelson本構(gòu)模型優(yōu)點(diǎn)
    3.4 Jones-Nelson本構(gòu)模型的擴(kuò)充理論
    3.5 Jones-Nelson本構(gòu)模型的加權(quán)柔度修正模型
    3.6 Jones-Nelson本構(gòu)模型參數(shù)的數(shù)值解法
    3.7 小結(jié)
4 基于Jones-Nelson本構(gòu)模型的固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯熱結(jié)構(gòu)研究
    4.1 引言
    4.2 噴管組件熱傳遞數(shù)學(xué)模型
    4.3 噴管組件熱傳導(dǎo)有限元模型
    4.4 固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯熱結(jié)構(gòu)對比實(shí)驗(yàn)
    4.5 固體火箭發(fā)動機(jī)喉襯熱結(jié)構(gòu)計(jì)算
        4.5.1 有限元模型
        4.5.2 計(jì)算方法
        4.5.3 初始條件和邊界條件
        4.5.4 溫度場計(jì)算結(jié)果及對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.5.5 應(yīng)變場計(jì)算結(jié)果及對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.6 小結(jié)
5 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 全文主要創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 1
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3936450