復(fù)合材料高壓氣瓶是導(dǎo)彈和發(fā)射裝置等裝備的配套產(chǎn)品,是彈用氣路系統(tǒng)的主要組成部分,其設(shè)計要求具有極高的可靠性和安全性。漏氣是高壓氣瓶常發(fā)的嚴(yán)重故障之一,將直接導(dǎo)致飛行器行程縮短,甚至發(fā)生爆炸。因此,對復(fù)合材料氣瓶組合故障特別是漏氣故障進行分析改進具有重要的實際意義。本文針對某型號研制階段復(fù)合材料氣瓶組合振動試驗過程中發(fā)生的漏氣故障問題,對氣瓶組合進行了分析和改進,并進行了實驗驗證。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:（1）對復(fù)合材料瓶體和電爆活門進行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,并計算校核了其主要技術(shù)指標(biāo);從零件工藝性、裝配工藝性和試驗工藝性三個方面對產(chǎn)品進行了分析和討論。（2）針對某型號復(fù)合材料高壓氣瓶組件電爆活門出氣管嘴根部出現(xiàn)的斷裂故障問題,通過排查和仿真分析,確定了主要的故障因素。（3）利用Ansys軟件,建立了復(fù)合材料氣瓶組合的有限元模型,并計算分析了其在不同工況下,靜載條件下的位移和Mises應(yīng)力分布,結(jié)果表明,在不同工況參數(shù)下,整體結(jié)構(gòu)強度都符合要求。（4）利用上文建立的復(fù)合材料氣瓶組合有限元模型,對其進行了預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析和隨機振動分析。結(jié)果表明,接嘴在高頻段（1600～1900Hz）處振型較... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 彈用高壓氣瓶國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 有限元仿真國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
第2章 復(fù)合材料氣瓶設(shè)計
    2.1 概述
    2.2 氣瓶工作原理
    2.3 復(fù)合材料氣瓶方案設(shè)計
        2.3.1 氣瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 復(fù)合材料瓶體的設(shè)計
        2.3.3 電爆活門的設(shè)計
    2.4 復(fù)合材料氣瓶組合性能分析
        2.4.1 復(fù)合材料纏繞層層數(shù)、厚度計算及選取
        2.4.2 鋼制內(nèi)膽材料、外徑和壁厚選取
        2.4.3 充氣質(zhì)量校核
        2.4.4 復(fù)合材料氣瓶組合質(zhì)量計算
        2.4.5 氣瓶瓶體爆破壓力強度校核
    2.5 復(fù)合材料氣瓶組合工藝性分析
        2.5.1 氣瓶組合零件工藝性
        2.5.2 氣瓶組合裝配工藝性
        2.5.3 氣瓶組合試驗工藝性
第3章 氣瓶故障分析
    3.1 氣瓶結(jié)構(gòu)
    3.2 復(fù)合材料氣瓶組合故障概述
    3.3 氣瓶組合故障分析
        3.3.1 材料缺陷、焊接缺陷
        3.3.2 零件尺寸超差
        3.3.3 防松措施不到位
        3.3.4 擰緊力矩不合理
        3.3.5 管路校形不到位
        3.3.6 試驗臺故障
        3.3.7 試驗方法不合理底事件
        3.3.8 工裝設(shè)計不合理
        3.3.9 工裝連接不合理
第4章 靜力學(xué)仿真分析
    4.1 復(fù)合材料氣瓶組合有限元模型
    4.2 復(fù)合材料氣瓶組合靜載荷分析
    4.3 不同工況下,氣瓶的靜載結(jié)果
第5章 振動仿真
    5.1 預(yù)應(yīng)力條件下復(fù)合材料氣瓶模態(tài)分析
    5.2 徑向隨機振動分析
    5.3 節(jié)點位移應(yīng)力分析
        5.3.1 節(jié)點x方向位移
        5.3.2 節(jié)點y方向位移
        5.3.3 節(jié)點z方向位移
        5.3.4 節(jié)點Mises應(yīng)力
        5.3.5 節(jié)點位移、Mises應(yīng)力表
第6章 故障定位及試驗驗證
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合材料分層斷裂判據(jù)及擴展準(zhǔn)則研究[J]. 范學(xué)領(lǐng),孫秦.  計算力學(xué)學(xué)報. 2011(03)
[2]柱形爆炸容器的振動特性研究[J]. 王定賢,胡永樂,曹鈞,李文杰.  壓力容器. 2007(11)
[3]碳纖維纏繞復(fù)合氣瓶的有限元數(shù)值分析[J]. 鄔丹丹,陳國清,周文龍.  航天制造技術(shù). 2007(04)
[4]全纏繞復(fù)合氣瓶ANSYS參數(shù)化結(jié)構(gòu)分析[J]. 李鵬,盛周紅,吳耀楚.  玻璃鋼. 2007(01)
[5]全纏繞復(fù)合氣瓶ANSYS參數(shù)化結(jié)構(gòu)分析[J]. 李鵬,盛周紅,吳耀楚.  玻璃鋼. 2007 (01)
[6]固體發(fā)動機復(fù)合材料殼體變形分析[J]. 陳汝訓(xùn).  固體火箭技術(shù). 2006(04)
[7]纖維纏繞復(fù)合材料氣瓶的發(fā)展及其標(biāo)準(zhǔn)情況[J]. 周海成,阮海東.  壓力容器. 2004(09)
[8]40MPa高壓氣瓶檢測方法的探討[J]. 吳梵,譚學(xué)良.  中國修船. 2003(05)
[9]高性能碳纖維復(fù)合材料耐壓容器研究進展[J]. 王曉潔,張煒,劉炳禹,韓建平.  宇航材料工藝. 2003(04)
[10]復(fù)合材料高壓氮氣氣瓶的結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗分析[J]. 王明寅,劉文博,王士巍,侯滌洋.  纖維復(fù)合材料. 2003(02)

碩士論文
[1]全纏繞復(fù)合氣瓶有限元分析和優(yōu)化設(shè)計[D]. 鄭強.武漢理工大學(xué) 2008
[2]復(fù)合材料CNG氣瓶的力學(xué)性能研究[D]. 邢志敏.北方工業(yè)大學(xué) 2005
[3]40MPa鈦合金高壓氣瓶的設(shè)計及仿真[D]. 李杰.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3645776