發(fā)布時(shí)間：2017-10-10 16:09

  本文關(guān)鍵詞：運(yùn)載器多層波紋管路的強(qiáng)度和疲勞壽命分析

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【摘要】：具有耐腐蝕、耐高溫、耐沖擊、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)的多層波紋管是一種多功能的零部件,被廣泛地應(yīng)用在航天航空領(lǐng)域。作為運(yùn)載器的氣體和液體燃料輸送管路,多層波紋管路是運(yùn)載器運(yùn)輸系統(tǒng)重要的組成部分,它的重復(fù)使用能夠有效的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本,因此要求波紋管路具有很好的強(qiáng)度、韌性和動(dòng)力性能。本文針對(duì)某型號(hào)運(yùn)載器的燃料輸送波紋管路,使用有限元分析軟件ABAQUS6.9,分別對(duì)填充高溫、常溫和低溫推進(jìn)劑的一次完整工作周期內(nèi)的波紋管路進(jìn)行了靜力分析、動(dòng)力分析、掃頻分析和隨機(jī)振動(dòng)分析,.動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析難度高、計(jì)算量大。在此結(jié)果基礎(chǔ)上,使用應(yīng)變疲勞壽命預(yù)報(bào)理論、Miner線性累計(jì)損傷理論分析了管路在靜動(dòng)態(tài)、隨機(jī)振動(dòng)條件下的疲勞壽命。結(jié)果表明：(1)受到1MPa靜態(tài)內(nèi)壓時(shí),在彎管內(nèi)側(cè),兩端的接頭處,直彎和彎管焊縫連接處,下端波紋管與彎管的連接處出現(xiàn)了塑性區(qū)域。(2)受到1.7MPa動(dòng)態(tài)沖擊內(nèi)壓時(shí),下波紋管上端和直管彎管的連接焊縫處,最大Mises應(yīng)力值達(dá)到斷裂極限。(3)受掃頻激勵(lì)和隨機(jī)振動(dòng)激勵(lì)時(shí),管路的響應(yīng)以縱截面的法線方向?yàn)橹?管路更容易發(fā)生側(cè)向擺動(dòng)。(4)管路在填充常溫推進(jìn)劑,0.5MPa靜態(tài)內(nèi)壓,1.7MPa動(dòng)態(tài)沖擊荷載作用下的疲勞壽命為57次。本文涉及了本構(gòu)、邊界非線性問題,建立了波紋管路疲勞設(shè)計(jì)理論模型,提出了相應(yīng)的數(shù)值分析方法和疲勞壽命預(yù)報(bào)方法,為工程的實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)提供了重要技術(shù)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：多層波紋管路 疲勞壽命 隨機(jī)振動(dòng) 非線性有限元 動(dòng)力沖擊 隨機(jī)振動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V415
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 運(yùn)載器的發(fā)展歷程8-9
• 1.2 疲勞概述9-11
• 1.2.1 疲勞破壞9-10
• 1.2.2 一般的疲勞壽命估算方法10
• 1.2.3 疲勞累積損傷理論10-11
• 1.2.4 隨機(jī)振動(dòng)下的疲勞壽命估算方法11
• 1.3 波紋管概述11-12
• 1.3.1 波紋管特性11-12
• 1.3.2 波紋管的疲勞壽命研究現(xiàn)狀12
• 1.4 本文主要工作12-14
• 2 運(yùn)載器管路的有限元模型14-19
• 2.1 模型的建立14-15
• 2.2 網(wǎng)格劃分15-17
• 2.3 材料屬性17
• 2.4 荷載工況17-19
• 3 管路在高溫、常溫、低溫下的靜力、動(dòng)力分析19-39
• 3.1 靜力分析19-32
• 3.1.1 不同溫度條件下管路的應(yīng)力云圖19-23
• 3.1.2 不同溫度條件下波紋管應(yīng)力分析23-26
• 3.1.3 不同溫度條件下監(jiān)測點(diǎn)的應(yīng)力曲線26-28
• 3.1.4 殼單元與實(shí)體單元的比較28-30
• 3.1.5 不同加載順序的影響30-31
• 3.1.6 靜力分析結(jié)果小結(jié)31-32
• 3.2 管路進(jìn)入塑性狀態(tài)下的動(dòng)力沖擊分析32-39
• 3.2.1 管路應(yīng)力分析32-35
• 3.2.2 監(jiān)測點(diǎn)加速度響應(yīng)、應(yīng)力應(yīng)變分析35-37
• 3.2.3 動(dòng)力沖擊結(jié)果小結(jié)37-39
• 4 管路隨機(jī)振動(dòng)與疲勞壽命分析39-56
• 4.1 掃頻分析39-42
• 4.2 管路進(jìn)入塑性狀態(tài)下的隨機(jī)振動(dòng)分析42-50
• 4.2.1 監(jiān)測點(diǎn)A1-A8的加速度響應(yīng)43-46
• 4.2.2 監(jiān)測點(diǎn)E1-E12的Mises應(yīng)力、RMises應(yīng)力及應(yīng)力功率譜密度圖46-50
• 4.3 管路疲勞壽命的初步估算50-56
• 4.3.1 動(dòng)力沖擊下的疲勞壽命50-52
• 4.3.2 隨機(jī)振動(dòng)下的疲勞壽命52-55
• 4.3.3 疲勞壽命小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 下一步工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況61-62
• 致謝62-63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李德雨,馬偉,李濟(jì)順,鐘玉平;基于ANSYSWorkbench的多層波紋管自振頻率計(jì)算[J];礦山機(jī)械;2005年06期

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本文編號(hào)：1007300