隨著我國(guó)航天事業(yè)的不斷發(fā)展,航天器追求可靠性、安全性等綜合性能也在不斷提高。管路分離機(jī)構(gòu)作為航天器分級(jí)脫離過(guò)程中的一種重要分離裝置,其作用是在對(duì)接時(shí)接通管路并且確保管路下方有符合要求壓力和流量的推進(jìn)劑介質(zhì)供應(yīng)、分離時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)管路并密封兩端管路。然而,現(xiàn)有管路分離機(jī)構(gòu)面臨著實(shí)現(xiàn)分離力的結(jié)構(gòu)方式過(guò)于復(fù)雜、介質(zhì)流經(jīng)分離機(jī)構(gòu)的阻力損失大和分離過(guò)程中滑塊受到的介質(zhì)力過(guò)大等問(wèn)題,都會(huì)對(duì)管路分離機(jī)構(gòu)的工作和性能產(chǎn)生重大影響。因此對(duì)管路分離機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能提高就顯得尤為重要。本文以某固體運(yùn)載火箭液體推進(jìn)主姿控動(dòng)力系統(tǒng)中新設(shè)計(jì)的管路分離機(jī)構(gòu)作為研究對(duì)象,結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)和數(shù)值分析相關(guān)理論,利用專(zhuān)業(yè)的CFD軟件Fluent對(duì)分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,基于此,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析,最后對(duì)分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行可靠性研究。首先,運(yùn)用Creo建立分離機(jī)構(gòu)三維模型,經(jīng)簡(jiǎn)化處理后對(duì)流域進(jìn)行抽取和網(wǎng)格劃分,通過(guò)對(duì)分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算,確定了介質(zhì)從插座流入、插頭流出的流阻和內(nèi)部流場(chǎng)分布較合理;通過(guò)調(diào)整插頭彈簧的尺寸與位置、插頭滑塊和插頭彈簧底座的旋轉(zhuǎn)位置,對(duì)比分析了調(diào)整前和調(diào)整后不同速度入口下內(nèi)部流場(chǎng)、流阻以及...

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 管路分離機(jī)構(gòu)概述
        1.2.1 管路分離機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.2 管路分離機(jī)構(gòu)性能要求
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管路分離機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 相似機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
第2章 管路分離機(jī)構(gòu)建模及其數(shù)值理論基礎(chǔ)
    2.1 CFD概述
    2.2 CFD基本理論
        2.2.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程
        2.2.2 湍流模型
    2.3 管路分離機(jī)構(gòu)建模
        2.3.1 幾何尺寸確定
        2.3.2 幾何模型建立
        2.3.3 網(wǎng)格劃分
        2.3.4 計(jì)算選擇及介質(zhì)參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 管路分離機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究
    3.1 湍流參數(shù)計(jì)算方程
    3.2 管路分離機(jī)構(gòu)出入口確定
        3.2.1 插頭到插座穩(wěn)態(tài)特性分析
        3.2.2 插座到插頭穩(wěn)態(tài)特性分析
        3.2.3 結(jié)果對(duì)比分析
    3.3 分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部調(diào)整前、后穩(wěn)態(tài)分析
        3.3.1 阻力損失計(jì)算理論
        3.3.2 分離機(jī)構(gòu)內(nèi)部調(diào)整前、后穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬
        3.3.3 計(jì)算結(jié)果與對(duì)比分析
        3.3.4 不同裝配方式流場(chǎng)特性分析
    3.4 調(diào)整后分離機(jī)構(gòu)流阻特性試驗(yàn)研究
        3.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)方案
        3.4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        3.4.3 試驗(yàn)與模擬結(jié)果對(duì)比分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 管路分離機(jī)構(gòu)閉合動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬研究
    4.1 Fluent動(dòng)網(wǎng)格
        4.1.1 動(dòng)網(wǎng)格簡(jiǎn)述
        4.1.2 動(dòng)網(wǎng)格控制方程
        4.1.3 動(dòng)網(wǎng)格更新方法
    4.2 分離機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析及程序
        4.2.1 UDF簡(jiǎn)介
        4.2.2 動(dòng)網(wǎng)格UDF定義宏
        4.2.3 分離機(jī)構(gòu)插頭UDF程序
        4.2.4 分離機(jī)構(gòu)插座UDF程序
    4.3 分離機(jī)構(gòu)插頭閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬
        4.3.1 插頭動(dòng)態(tài)模擬參數(shù)設(shè)置
        4.3.2 插頭閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果
        4.3.3 插頭閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)特性研究
    4.4 分離機(jī)構(gòu)插座閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬
        4.4.1 插座動(dòng)態(tài)模擬參數(shù)設(shè)置
        4.4.2 插座閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果
        4.4.3 插座閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)特性研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 管路分離機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及可靠性分析
    5.1 響應(yīng)面方法
        5.1.1 響應(yīng)面模型構(gòu)建
        5.1.2 二階響應(yīng)面模型系數(shù)求解
        5.1.3 響應(yīng)面模型檢驗(yàn)
    5.2 插頭滑塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化選型研究
        5.2.1 插頭滑塊模型確立
        5.2.2 數(shù)值仿真模型
        5.2.3 計(jì)算結(jié)果與分析
    5.3 插座滑塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究與分析
        5.3.1 插座計(jì)算模型
        5.3.2 插座不同開(kāi)度下的穩(wěn)態(tài)結(jié)果分析
        5.3.3 插座閉合過(guò)程動(dòng)態(tài)分析
    5.4 分離機(jī)構(gòu)可靠性分析與試驗(yàn)研究
        5.4.1 分離機(jī)構(gòu)故障模式、影響和危害性分析
        5.4.2 分離機(jī)構(gòu)可靠性預(yù)估分析
        5.4.3 分離機(jī)構(gòu)分離可靠性試驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來(lái)展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A 分離機(jī)構(gòu)插頭和插座滑塊UDF控制程序
    附錄B 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3827165