本文關(guān)鍵詞：氫主閥波紋管組件靈活性分析及其實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 波紋管組件 靈活性 參數(shù)化建模 有限元仿真

【摘要】：氫主閥波紋管組件是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一,波紋管組件靈活性的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。波紋管參數(shù)化建模和有限元仿真環(huán)節(jié)是波紋管靈活性分析的重要內(nèi)容,靈活性數(shù)據(jù)的采集和分析更是其中的重要模塊,直接影響波紋管組件靈活性的判定。目前對(duì)氫主閥波紋管組件靈活性檢測(cè)主要還依靠人工手動(dòng)檢查、人眼觀察的的方式,檢測(cè)效率較低又有較大的人工誤差,沒有波紋管運(yùn)動(dòng)特性數(shù)據(jù)支持無法定性分析其靈活性的好壞。同時(shí),由于金屬波紋管的重要工作特性和結(jié)構(gòu)形狀,波紋管的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和疲勞壽命等都影響其運(yùn)動(dòng)的靈活性,而金屬波紋管成型復(fù)雜,在對(duì)其設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段用實(shí)物驗(yàn)證極大提高項(xiàng)目的研發(fā)成本并延長研發(fā)周期,亟需開發(fā)一套金屬波紋管參數(shù)化建模仿真軟件平臺(tái)和波紋管組件靈活性檢測(cè)的自動(dòng)化分析系統(tǒng)。首先研究了氫主閥波紋管組件的工作過程,針對(duì)金屬波紋管的結(jié)構(gòu)特性和可靠性問題建立了符合波紋管成型工藝的簡化模型,利用ANSYS有限元仿真軟件深入研究了氫主閥的大波紋管和小波紋的軸向剛度,變形機(jī)理和疲勞壽命,為工程設(shè)計(jì)及波紋管組件靈活性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)提供理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)了由用戶登錄模塊、數(shù)據(jù)采集模塊,靈活性分析模塊和波紋管參數(shù)化建模仿真模塊組成的波紋管靈活性分析系統(tǒng),利用Visual C++對(duì)ANSYS進(jìn)行二次開發(fā),搭建了由參數(shù)化建模、靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和后處理結(jié)果顯示模塊組成的參數(shù)化建模仿真模塊。通過參數(shù)化建模平臺(tái)研究了波紋管軸向參數(shù)、徑向參數(shù)和壁厚參數(shù)在特定載荷下對(duì)應(yīng)力分布的影響,為工程設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。用戶登錄模塊能夠?qū)τ脩粜畔⒑彤a(chǎn)品信息進(jìn)行統(tǒng)一管理,數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集,靈活性分析模塊提供偏差分析、運(yùn)動(dòng)速度分析、極限區(qū)間判定等多種靈活性檢測(cè)方法。系統(tǒng)采用ACCESS數(shù)據(jù)庫并提供多種方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互。通過實(shí)驗(yàn)獲得了檢測(cè)系統(tǒng)的氣壓-電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)特性方程,提出一種氣壓線性化方案并利用半波正弦信號(hào)驗(yàn)證氣壓反饋算法良好的跟蹤性,驗(yàn)證氣壓線性化方案滿足實(shí)驗(yàn)要求。建立了波紋管組件靈活性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),得到了不同產(chǎn)品波紋管組件靈活性評(píng)定結(jié)果,方案滿足項(xiàng)目要求。
【關(guān)鍵詞】：波紋管組件 靈活性 參數(shù)化建模 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V432
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析11-16
• 1.2.1 波紋管組件靈活性檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 金屬波紋管剛度分析及疲勞壽命的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 測(cè)控系統(tǒng)及有限元二次開發(fā)技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 波紋管組件靈活性分析方案的總體設(shè)計(jì)17-35
• 2.1 波紋管組件靈活性分析方案總體設(shè)計(jì)17-18
• 2.1.1 需求分析17
• 2.1.2 總體方案設(shè)計(jì)17-18
• 2.2 波紋管組件工作過程及其有限元模型的建立18-24
• 2.2.1 渦輪泵氫主閥的工作過程18-19
• 2.2.2 波紋管組件有限元仿真整體流程及其模型前處理19-24
• 2.3 波紋管組件剛度及變形分析24-30
• 2.3.1 小波紋管軸向剛度及變形分析24-27
• 2.3.2 大波紋管軸向剛度及變形分析27-30
• 2.4 波紋管疲勞壽命分析30-34
• 2.4.1 應(yīng)力狀態(tài)和危險(xiǎn)位置確定30-31
• 2.4.2 單軸疲勞壽命預(yù)測(cè)31-32
• 2.4.3 多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)32-33
• 2.4.4 ANSYS疲勞壽命預(yù)測(cè)33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 波紋管ANSYS參數(shù)化建模仿真模塊的開發(fā)35-53
• 3.1 波紋管參數(shù)化建模仿真模塊需求分析與開發(fā)流程35-37
• 3.1.1 需求分析35-36
• 3.1.2 參數(shù)化建模與有限元仿真模塊開發(fā)流程36-37
• 3.2 波紋管參數(shù)化建模分析界面設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.1 參數(shù)化建模界面設(shè)計(jì)37-38
• 3.2.2 靜力學(xué)分析界面設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.3 模態(tài)分析界面設(shè)計(jì)39
• 3.2.4 瞬態(tài)分析界面設(shè)計(jì)39
• 3.2.5 后處理結(jié)果分析界面設(shè)計(jì)39-40
• 3.3 波紋管基于APDL語句的建模分析實(shí)現(xiàn)40-44
• 3.3.1 波紋管參數(shù)化建模前處理40-42
• 3.3.2 波紋管有限元分析模塊實(shí)現(xiàn)42-43
• 3.3.3 波紋管分析后處理模塊實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.4 軟件的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用44-47
• 3.4.1 ANSYS與Visual C++接口技術(shù)44
• 3.4.2 結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)與Access數(shù)據(jù)庫交互技術(shù)44-45
• 3.4.3 數(shù)據(jù)傳遞實(shí)現(xiàn)45-47
• 3.5 波紋管參數(shù)化仿真模塊的應(yīng)用47-51
• 3.5.1 波紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真方案設(shè)計(jì)47
• 3.5.2 特定載荷下結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真影響分析47-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第4章 波紋管靈活性檢測(cè)上位機(jī)分析軟件設(shè)計(jì)53-69
• 4.1 波紋管靈活性檢測(cè)上位機(jī)系統(tǒng)概述53-55
• 4.1.1 開發(fā)工具及開發(fā)環(huán)境的選擇53-54
• 4.1.2 波紋管靈活性分析系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵模塊的功能設(shè)計(jì)54-55
• 4.2 上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)55-58
• 4.2.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-56
• 4.2.2 Access數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.3 數(shù)據(jù)庫訪問的實(shí)現(xiàn)57-58
• 4.3 用戶登錄管理模塊的開發(fā)58-59
• 4.3.1 用戶管理及信息錄入界面設(shè)計(jì)58-59
• 4.3.2 信息變更與數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)的實(shí)現(xiàn)59
• 4.4 波紋管數(shù)據(jù)信息采集模塊的開發(fā)59-64
• 4.4.1 數(shù)據(jù)采集界面及總體功能設(shè)計(jì)59-62
• 4.4.2 串口通信模塊的實(shí)現(xiàn)62-64
• 4.4.3 數(shù)據(jù)圖像處理的編程實(shí)現(xiàn)64
• 4.5 波紋管數(shù)據(jù)分析模塊的開發(fā)64-68
• 4.5.1 數(shù)據(jù)圖像分析界面及總體功能設(shè)計(jì)64-66
• 4.5.2 數(shù)據(jù)分析后處理的實(shí)現(xiàn)66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第5章 氫主閥波紋管組件靈活性的實(shí)驗(yàn)研究69-81
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)69-71
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>69
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹69-70
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)70-71
• 5.2 波紋管靈活性系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)研究71-77
• 5.2.1 波紋管靈活性分析系統(tǒng)聯(lián)機(jī)測(cè)試71-72
• 5.2.2 氣壓線性化算法實(shí)驗(yàn)研究72-77
• 5.3 氫主閥波紋管組件靈活性判定標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)研究77-80
• 5.3.1 波紋管組件靈活性判定方案77-78
• 5.3.2 靈活性判定方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證78-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 致謝87

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