固体火箭发动机药柱裂纹的J积分分析

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固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法固体火箭发动机作为一种行星对行星弹道技术，具有军事应用的价值和重要性。

它的发展受到了众多局限，其中最重要的是固体火箭发动机药柱热老化结构分析问题。

如何能够有效地分析固体火箭发动机药柱热老化结构，以提高发动机性能，降低成本，从而推动固体火箭发动机的发展，一直是研究人员密切关注的焦点。

固体火箭发动机药柱的热老化结构分析包括材料的热老化性能分析、裂纹传播分析和结构建模分析。

材料热老化性能分析旨在研究固体火箭发动机药柱受热老化影响时材料力学性能的变化，包括拉伸强度、塑性应变、断裂强度和断裂延伸等性能；裂纹传播分析旨在研究裂纹在热老化过程中的变化，以评估发动机受热老化影响时结构的稳定性；结构建模分析主要是用于评估药柱热老化过程中的应力场变化，以及随着热老化的不同阶段，发动机结构的耐久性能变化。

目前，用于固体火箭发动机药柱热老化结构分析的方法主要有数值模拟、试验方法和理论分析方法3类。

数字模拟分析方法是利用有限元方法仿真发动机药柱热老化过程中的温度场、应力场和物理量的变化；试验方法是利用实验室的测试来表征材料在热老化过程中的性能变化，从而推导出药柱在热老化条件下的结构变化；理论分析方法是利用理论和数学模型模拟药柱热老化过程中的结构变化情况，以及发动机药柱热老化变化的影响因素。

在分析药柱热老化结构时，应遵循与热老化一致的材料断裂机制，对材料进行正确的参数化，并采用新型的数据分析技术来改进分析的精度。

另外，为了准确分析药柱热老化结构，我们还可以采用现代微观影像技术来检测药柱内部的微观结构变化，从而更有效地评估药柱性能。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法是近年来受到广泛关注的一个方面，也是推动固体火箭发动机发展的一个重要环节。

因此，我们应该充分发挥各项技术优势，有效利用数值模拟、试验与理论分析等方法，加强对固体火箭发动机药柱热老化结构的研究，以期获得更多的科学成果，为固体火箭发动机的发展奠定牢固的基础。

长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

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固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法火箭发动机的发展可追溯到20世纪20年代，至今已经超过一个世纪了。

当初，火箭发动机主要是由液体火箭发动机构成，其发动机药柱采用流体加压燃料和推进剂，以及用于加热和泵料两种作用的加热剂。

随着固体火箭发动机的出现，其发动机药柱采用固体燃料和推进剂，加热剂可以是固体的也可以是液体的，发动机结构变得更为紧凑，效率更高，维护更加容易。

然而，由于固体燃料和推进剂的烧蚀性明显比液体低，推力的稳定性更高，所以在发动机药柱的高温环境下，压力、温度和流量的变化对发动机性能的影响更为明显。

因此，除了精确模拟固体火箭发动机药柱内部的热流量分布以外，还需要了解发动机药柱热老化结构分析方法，以预测发动机药柱内部的热力学性能及相关技术指标。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析是固体火箭发动机研究的一个重要组成部分，是对发动机药柱热老化结构的研究和分析。

它具有以下几个特点：首先，要研究发动机药柱的热老化结构，必须进行结构分析，评估药柱结构的稳定性和强度，以准确预测发动机热老化行为；其次，要进行核心热分析，评估发动机药柱内部温度分布情况，分析药柱表面、中心等位置的温度场，推导发动机药柱的温度和温度变化趋势；第三，要进行水分分析，采用热模型来预测固体火箭药柱的氢气蒸发率，从而分析药柱内部压力场、温度场以及水分分布；第四，要进行热稳定性分析，采用材料学模型分析发动机药柱的热稳定性状况，以预测药柱在高温下的性能变化。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析具有很强的可靠性和实用性，可帮助研究者更好地了解发动机药柱的热老化结构和性能。

通过精确分析，可以准确计算出发动机药柱内部温度场、压力场和水分分布等性能指标，为发动机性能设计提供重要的参考依据。

此外，利用热老化结构研究，可以优化固体火箭发动机药柱的开发工作，保障药柱的可靠性和可靠性。

综上所述，固体火箭发动机药柱热老化结构分析是火箭发动机研究的一个重要组成部分，可以全面了解发动机药柱的温度、压力、水分等内部性能指标，为发动机设计和优化提供重要参考。

固体火箭发动机药柱结构完整性及可靠性分析

方法与实验
进行固体火箭发动机可靠性增长试验的方法主要包括实验设计和数据采集。在实验设计阶段，需要根据初步的有限元分析和蒙特卡洛分析，制定相应的实验方案，包括实验条件、实验步骤和实验周期等。在数据采集阶段，需要利用各种传感器和测试设备，实时采集实验过程中的各种数据，如压力、温度、振动等，以供后续分析使用。
尽管计算机辅助设计技术在固体火箭发动机结构可靠性分析中得到了广泛应用，但仍存在一些问题和挑战。例如，如何提高数值计算的精度和效率，如何实现发动机结构的多尺度模拟和分析，以及如何设计出更具有可靠性和安全性的发动机结构等。因此，未来需要进一步开展相关研究，以推动固体火箭发动机结构设计技术的发展。
Hale Waihona Puke 1、优化设计：通过优化药柱的设计，提高其可靠性和稳定性。例如，优化药柱的几何形状、选用高强度材料等措施可以提高药柱的抗疲劳性能和稳定性。
2、提高制造和装配精度：通过提高制造和装配过程中的精度，减少误差，可以提高药柱的可靠性。例如，采用先进的加工设备和工艺方法，对装配过程进行严格的质量控制等措施可以降低误差。
3、加强使用和维护：通过正确的使用和维护，可以延长药柱的寿命，提高其可靠性。例如，定期检查、维护和更换药柱，避免超负荷或不当使用等措施可以降低药柱故障的风险。
参考内容
本次演示旨在探讨固体火箭发动机结构可靠性的计算机辅助设计研究。首先，我们将概述固体火箭发动机的基本结构和设计原则，然后介绍计算机辅助设计技术在发动机结构可靠性分析中的应用，最后讨论未来研究方向和挑战。
谢谢观看
结果与分析
通过对实验数据的分析，可以得出固体火箭发动机在不同工况下的性能表现和可靠性水平。通过对这些数据的分析和比较，可以评估出固体火箭发动机的薄弱环节和潜在故障模式，进而针对性地提出可靠性增长方案。此外，通过对实验结果的分析，还可以进一步优化实验方案，提高实验的效率和准确性。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法近年来，因具有较高的比冲力、短燃烧时间和高温的优点，固体火箭发动机已被广泛应用于航天技术领域。

固体火箭发动机药柱是固体火箭发动机最重要的工作部件，他们负责转换燃料消磨至最小的能量放出，并负责火箭发动机的热性能。

由于固体火箭发动机药柱具有高温、高热负荷和其他恶劣条件，其结构可能会受到因热老化引起的损坏。

为了有效地应对这一问题，提出了一种新的，能够有效分析固体火箭发动机药柱热老化结构的方法。

首先，根据典型的固体火箭发动机药柱结构及使用条件，建立热老化过程的数学模型。

其次，运用动态/静态热流模型来分析固体火箭发动机药柱的热老化结构。

然后，利用数值求解进行温度场和应力场的数值计算，得出温度和应力场的分布情况，并建立损伤模型，测量热老化过程中药柱结构的变形程度。

最后，结合热老化理论，基于固体火箭发动机药柱结构耐受性来确定热老化后结构的使用寿命。

为了验证该方法的有效性，我们通过模拟实验对其进行了验证。

实验结果表明，在分析固体火箭发动机药柱热老化结构时，该方法能够有效地评估其结构变形程度、热老化寿命和承受热负荷。

总之，本文提出的一种新的分析固体火箭发动机药柱热老化结构的方法，能够有效地评估其热老化结构及其耐受性，以及热老化过程中药柱结构的变形程度。

随着固体火箭发动机的发展，本文提出的新方法将为固体火箭发动机研究提供有效的指导。

固体火箭发动机药柱表面裂纹分析

固体火箭发动机药柱表面裂纹分析
李九天;雷勇军;唐国金;蒙上阳;袁端才
【期刊名称】《固体火箭技术》
【年(卷),期】2008(031)005
【摘要】为了分析含表面裂纹的固体火箭发动机药柱在温度、燃气内压与轴向过载联合作用下的扩展情况,在固体火箭发动机的危险截面上沿危险方向预设表面裂纹.采用有限元方法,在裂纹尖端构建三维奇异裂纹元,模拟裂纹扩展,分别计算随着裂纹扩展所对应裂纹深度的应力强度因子,得到了应力强度因子随裂纹深度的变化规律.根据应力强度因子的变化规律,探讨了发动机药柱裂纹扩展的趋势.
【总页数】4页(P471-474)
【作者】李九天;雷勇军;唐国金;蒙上阳;袁端才
【作者单位】国防科技大学,航天与材料工程学院,长沙,410073;国防科技大学,航天与材料工程学院,长沙,410073;国防科技大学,航天与材料工程学院,长沙,410073;中国人民解放军63961部队,北京,100012;国防科技大学,航天与材料工程学院,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】V435
【相关文献】
1.翼柱型药柱固体火箭发动机不稳定燃烧研究 [J], 胡大宁;何国强;刘佩进;王占利
2.固体发动机药柱表面裂纹分析 [J], 袁端才;唐国金;雷勇军;蒙上阳
3.固体火箭发动机药柱表面缺陷的处理分析 [J], 袁端才;唐国金;蒙上阳
4.温度载荷对固体火箭发动机药柱表面裂纹稳定性影响 [J], 蒙上阳;路廷镇;辛健;苏志军;刘飞
5.翼柱型药柱固体火箭发动机工作过程仿真 [J], 汤志东;方国尧;向红军;屈文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法近年来，固体火箭发动机技术发展迅速，被广泛应用于太空探索、运载火箭和洲际弹道导弹等领域。

随着对火箭发动机性能要求的提高，固体火箭发动机药柱必须具有良好的耐热性能才能保证发动机正常运行。

然而，固体火箭发动机药柱热老化过程的分析和预测仍是一个复杂的问题。

因此，探索一种有效的固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法，对提高固体火箭发动机性能具有重要意义。

首先，固体火箭发动机药柱的热老化是一个复杂的过程，它涉及到药柱中不同结构的变化，例如材料性质、结构和温度等。

因此，要有效分析固体火箭发动机药柱热老化过程，就必须了解药柱所处环境以及发动机药柱材料在不同温度下的改变。

其次，要有效分析固体火箭发动机药柱热老化过程，必须建立反映药柱热老化机理的有效模型。

常用的模型有力学模型、化学模型和物理模型等。

例如，力学模型可以有效地揭示药柱的热老化机制，化学模型可以很好地模拟药柱材料在不同环境下的性质改变，物理模型可以准确地预测药柱热老化行为。

此外，要有效分析固体火箭发动机药柱热老化过程，还需要利用相关实验手段。

通过实验，可以掌握药柱的热老化过程，为后续的模型建立提供准确的实验数据。

例如，可通过热性能实验、压缩实验、冲击实验等方法，获取药柱的热老化特性数据。

最后，要有效分析固体火箭发动机药柱热老化过程，必须进行多项结构设计，以使药柱在热老化过程中稳定。

一般来说，药柱结构设计包括夯实芯片、加强结构、减少热量积累和采用耐热材料等几个方面。

此外，可以采用模型试验或计算机模拟等方法，对药柱进行结构优化，最大限度地提高发动机性能。

综上所述，固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法应包括以下几个步骤：首先，要了解药柱所处环境以及发动机药柱材料在不同温度下的改变；其次，建立反映药柱热老化机理的有效模型；再次，利用实验手段获取药柱的热老化特性数据；最后，进行结构设计和结构优化，使药柱热老化稳定，提高发动机性能。

固体火箭发动机粘弹性药柱谱分析

固体火箭发动机粘弹性药柱谱分析固体火箭发动机研究涉及材料力学、自动控制等多个学科领域,其中固体火箭发动机药柱的粘弹性力学性能研究又是其中尤为重要的研究内容。

由于药柱的多组分特性,因此其材料的力学性能随之变得复杂;并且对于火箭整体的模态分析和随机振动谱分析的模拟结果对火箭整体设计和安全性设计起到主导性作用;因此火箭在工作状态下的动态响应对于火箭的设计和计算起到决定性作用;因而对于固体发动机药柱粘弹性分析及其实验测试的研究具有重要意义。

本文将粘弹性理论与材料性能试验技术相结合,对粘弹性药柱的基本参数进行测量与拟合;将得到的结果与有限元分析方法结合,对固体火箭发动机药柱进行有限元法的静态分析和动态分析,最终将得到的结果和参数加以应用。

在固体火箭药柱参数测量中应用粘弹性基本理论通过拉氏变换得到相应的积分关系之后应用两种方法进行测量分析。

在试验中,本文应用高精度热动态分析仪与三维视觉位移测量仪共同采集测定某型号固体火箭药柱试样的参数时间函数曲线数据。

其中泊松比的测量有两种,第一种为由试验测量得到的横向应变和松弛模量计算泊松比;第二种为通过拉伸松弛模量、剪切蠕变柔量在拉氏域中的变换最终推导出泊松比的积分表达式。

在测量位以上采用非接触测量方法;本文利用了视觉测量,通过对试样进行散斑处理采集图像后进行位移分析最终得到结果既不影响材料的属性又可以得到各方向的位移量。

本文应用粘弹性基本理论中的积分型本构关系和拉普拉斯变换相结合,推导出能够在有限元中适用的Prony级数形式本构方程。

通过实验得到的结果对推导出的本构关系利用MATLAB进行拟合,得到实际试验结果关于Prony级数的形式;进而可将实验参数导入到有限元分析中。

根据粘弹性的基本理论和材料各向同性等理论依据,将得到的拟合函数推导为材料弹性模量和泊松比等基本参数。

应用有限元软件ANSYS中进行火箭整体的有限元分析;观察静载荷作用下的变形情况和粘弹性相应;再对三维火箭整体进行模态分析和随机振动谱分析,最终得到整体结构的振形、固有频率和危险位置的随机谱响应。

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１０１；．军械工程学院，家庄００２２石
摘要：了探讨某固体火箭发动机药柱纵向裂纹在点火增压时的稳定性，用三维粘弹性有限元法，三维．分圆为采在，积柱围道曲面内裂纹尖端，构建奇异三维裂纹元，高模拟精度，提分别计算了随裂纹扩展所对应裂纹深度的ｔ积分，，并根据Ｉ，
，
（．ＰＡＴｏｐｆ３６，ｅｉｇ１０１，ｈｎ；．ＯｄａｃｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｈｊｚｕｎ０００，ｈｎ）１Ｌｒｓｏ６９１Ｂｉ００２Ｃｉ２ｒｎｎｅＥｇｎｅｎｏｌｅＳｉａｈａｇ５０３Ｃｉｏｊｎａｉｅｉａ
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ＭＥＮＧｈｎ — ａｇＨＵａｇｙ，ＬＵＢｉｇＰＥＮＧｅＳａｇｙｎ ’ ＧｕｎｕＩｎ，Ｗｔ
Ｏ引言
在固体火箭发动机点火时，柱主要承受燃气内药压与轴向过载的作用，有裂纹等缺陷的发动机在点含
火时易出现事故。因为发动机点火增压时，燃气可能
费。固体火箭发动机药柱裂纹ＪｉｔｇａｌｏｌｆｃｏｉｒｖｈａｃｌｔｎｌｐｅｉｉｎＡｌｎｉｈｒｃｒｐｇｔｎｔｅＪｉｔｇａｏｌｄｄｉｈ－－ｅｒｌｏｐＳｒｅｔｍｐｏｅｔｅｃｌｕａｉａｒｃｓ．ｏｇｗｔｔｅｃａｋｐｏａａｉ，ｈ－ｅｌｆｎｌａｏｏｈｏｎｒ
ｔｅｃａｋｔｓａｅｒｓｅｔｅｙｃｌｕａｅｏｐｅｕｇｌｓａｉｔ．ｅｒｓｌｈｗｔａｅｍｏｔａｇｒｕｉａｉｎｗｉｃｕｈｈｒｃｉｒｅｐｃｉｌａｅｌｌｄｔｒｊｄｅｉｔｂｌｙＴｈｅｕｔｓｏｈｔｈｓｎｅｏｓｓｔｔｌｏｃｒｉｔｅｐｖｓｉｓｔｄｕｏｌｎ
方向是提高计算精度，仅通过构建平面奇异单元提不高计算平面裂纹的应力强度因子的精度 ¨ Ｉ而且为，
进一步模拟发动机的真实响应，过构建发动机的三通
ｆｒｌｔｔｏｎｔｉｌｃａｓｄｕｉｇｔｅｒｃｅａｕｃｏｅｓｏｓｗｉｈＩｇｉｕｄｎａｒｃｋｒｎｈｏｋｔｌｎｈ．
Ｋｅｒｓｓｌｏｋｔｍｏｏ；ｉｉｌｍｅｔｔｏｓｎｕａｒｃｌｍｅｔ３ＤＪｉｔｇａｙｗｏｄ：ｏｉｒｃｅｔｒｆｔｅｅｎｈｄ：ｉｇｌｒｃａｋｅｅｎ：一－ｅｒｌｄｎｅｍｅｎ
积分随裂纹度变化规律，讨裂纹的稳定性研究表明，动机点火发射时药柱前翼槽出现的纵向裂纹最为危险。探发
关键词：固体火箭发动机；有限元法；奇异裂纹元；三维．积分，
中图分类号：４５Ｖ３文献标识码：Ａ文章编号：０６２９（０００－６６０１０ —７３２１）６０４－４
同体火箭技术
第３３卷第６期
ＪｕｎｌｏｏｉｃｅＴｃｎｌｇｏｒａｆｌＲｏｋｔｅｈｏｏｙＳｄ
固体火箭发动机药柱裂纹的积分分析①
蒙上阳胡光宇刘兵彭，，，
（．巾国人民解放军６９１队，京１３６部北