層板式噴注器由多層帶有精密型孔的薄板所組成,作為液體火箭發(fā)動機燃燒室的關鍵結構之一,已在航天器、導彈等領域得到廣泛的應用。但噴注器的制造過程采用擴散焊接的方法,局部易產生焊接變形的問題,因而制造難度較大、成品率較低。同時焊接變形的影響因素及變化規(guī)律也較為復雜,難以從理論上指導工藝優(yōu)化,并且工藝試驗的周期較長,難以滿足各型號研制的進度要求。本文運用擴散焊接界面微洞焊合模型以及有限元模擬技術,對噴注器的擴散焊接進行理論計算與模擬研究,探究焊后變形的機理,為解決層板式噴注器的制造問題提供理論依據。本文以塑性變形、表面源、界面源和蠕變四個理論模型為基礎,針對擴散焊接界面的變化行為,綜合推導并修正了微洞焊合模型的計算公式,設計了模型的計算流程與結果的表征方式。通過將本模型的計算數據與已有的實驗數據相比較,發(fā)現誤差較小,說明模型具有一定的預測能力。運用本模型對TC4鈦合金擴散焊接的界面焊合進行理論計算與分析,研究了模型中不同理論對于微洞焊合的影響,并分析了工藝參數對焊合率的影響機理。結合微洞焊合模型,對噴注器擴散焊的有限元模擬方法進行探究,建立了模型的整體結構與焊接工藝曲線,定義了焊接臨界點并提出... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1層板式噴注器在發(fā)動機中的位置

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-2-層板式噴注器的結構組成示意圖如圖1-3所示，它主要由法蘭以及與法蘭相連的多層疊加的層板所組成。其中，法蘭的作用是與上一級結構相連，起到接入液體燃料與氧化劑的作用。在法蘭上有多圈隔離環(huán)帶，其作用是將液體燃料與氧化劑隔絕開來，防止二者提前接觸混合，導致在噴注器內發(fā)生爆炸。而層板上有成對的型孔，各層板經焊接連接后相對應的型孔相互聯通，就形成了流道。不同層板的厚度、型孔位置不盡相同，相鄰層板的對應型孔在位置上有一定錯動，這樣最終形成的流道將是一斜向通道，從而對從法蘭輸入的液體燃料和氧化劑起到轉向、破碎的作用。層板上的流道數量多、孔徑小，因而能使在一定流量和壓力下通過的液體燃料和氧化劑充分霧化。圖1-1層板式噴注器在發(fā)動機中的位置圖1-2層板式噴注器工作示意圖圖1-3層板式噴注器結構示意圖層板式噴注器已在航天器、導彈上得到應用，但是其制造仍然具有較大的難度，成品率較低，核心問題在于多層層板之間的焊接問題。由于噴注器由多層具有精密型孔的薄板組成，若是采用釬焊的方法，可能導致微孔堵塞而無法應用。目前擴散焊接是唯一可行的方法，但是依然存在以下四個方面的問題：1）在擴散焊的過程中，型孔尺寸的變形量需要控制在一定范圍內，無法通

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-2-層板式噴注器的結構組成示意圖如圖1-3所示，它主要由法蘭以及與法蘭相連的多層疊加的層板所組成。其中，法蘭的作用是與上一級結構相連，起到接入液體燃料與氧化劑的作用。在法蘭上有多圈隔離環(huán)帶，其作用是將液體燃料與氧化劑隔絕開來，防止二者提前接觸混合，導致在噴注器內發(fā)生爆炸。而層板上有成對的型孔，各層板經焊接連接后相對應的型孔相互聯通，就形成了流道。不同層板的厚度、型孔位置不盡相同，相鄰層板的對應型孔在位置上有一定錯動，這樣最終形成的流道將是一斜向通道，從而對從法蘭輸入的液體燃料和氧化劑起到轉向、破碎的作用。層板上的流道數量多、孔徑小，因而能使在一定流量和壓力下通過的液體燃料和氧化劑充分霧化。圖1-1層板式噴注器在發(fā)動機中的位置圖1-2層板式噴注器工作示意圖圖1-3層板式噴注器結構示意圖層板式噴注器已在航天器、導彈上得到應用，但是其制造仍然具有較大的難度，成品率較低，核心問題在于多層層板之間的焊接問題。由于噴注器由多層具有精密型孔的薄板組成，若是采用釬焊的方法，可能導致微孔堵塞而無法應用。目前擴散焊接是唯一可行的方法，但是依然存在以下四個方面的問題：1）在擴散焊的過程中，型孔尺寸的變形量需要控制在一定范圍內，無法通

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]液體射流撞擊破碎霧化過程數值模擬[D]. 阮燦.廈門大學 2017
[6]冪律流體雙股射流碰撞霧化的試驗研究[D]. 曹偉.哈爾濱工業(yè)大學 2016
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[8]相比例對高壓扭轉TC4鈦合金晶粒細化及超塑性的影響[D]. 付杰.東北大學 2014
[9]TC6鈦合金的高溫蠕變行為及熱處理工藝對合金組織性能的影響[D]. 李學雄.中南大學 2012
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本文編號：3377697