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基于轴对称内聚力单元的立贮发动机黏接界面结构完整性分析

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国防科技大学学报 2022年第2期44卷 64-70页

作者：王君祺鲍福廷崔辉如西北工业大学航天学院陕西西安710072 陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

建立轴对称内聚力单元是进行立贮发动机黏接界面应力分析的重要手段。在变形后的轴对称内聚力单元上建立参考坐标系,推导了单元节点位移在参考坐标系和全局坐标系下的转换关系。基于单元分离位移推导了单元内力矢量和单元刚度矩阵。开... 详细信息

建立轴对称内聚力单元是进行立贮发动机黏接界面应力分析的重要手段。在变形后的轴对称内聚力单元上建立参考坐标系,推导了单元节点位移在参考坐标系和全局坐标系下的转换关系。基于单元分离位移推导了单元内力矢量和单元刚度矩阵。开展了旋转体的分离测试,验证了轴对称内聚力单元的准确性和高效性。针对立贮发动机,先后开展了轴向加速度以及波浪载荷作用下的发动机结构分析,重点研究了黏接界面上应力的大小以及分布规律。研究方法和结论可以为发动机黏接界面结构分析提供有利参考。

关键词：轴对称内聚力单元固体火箭发动机立贮黏接界面

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推进剂“脱湿”损伤研究的内聚力单元方法

国防科技大学学报 2022年第3期44卷 112-120页

作者：崔辉如吕轩许玉荣陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007 湖北航天技术研究院总体设计所湖北武汉430040

内聚力单元是进行推进剂“脱湿”损伤研究的重要手段。通过分子动力学方法构建推进剂高填充比几何模型,结合周期几何和周期边界处理方法,构建推进剂细观有限元分析模型。采用内聚力单元结合PPR内聚力模型开展颗粒和基体黏接界面“脱湿... 详细信息

内聚力单元是进行推进剂“脱湿”损伤研究的重要手段。通过分子动力学方法构建推进剂高填充比几何模型,结合周期几何和周期边界处理方法,构建推进剂细观有限元分析模型。采用内聚力单元结合PPR内聚力模型开展颗粒和基体黏接界面“脱湿”行为模拟。在单轴拉伸和纯剪试验下分析推进剂细观结构的力学响应,开展推进剂“脱湿”损伤机理研究。针对不同的体分比、应变速率以及内聚强度,开展了“脱湿”损伤影响规律分析。研究方法和研究结论可以为新一代高性能推进剂配方的研制提供有利的参考。

关键词：内聚力单元推进剂 “脱湿”损伤细观结构

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固体火箭发动机加压固化压强优化设计

固体火箭技术 2022年第4期45卷 589-593页

作者：缪求文申志彬崔占鑫崔辉如国防科技大学长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 陆军工程大学国防工程学院南京210007

加压固化工艺能有效降低固化降温过程固体火箭发动机药柱的残余应力,提高其结构完整性。为准确便捷地确定最优固化压强,采用消除壳体对药柱外表面的变形约束的方法,分析加压固化工艺无法完全消除药柱残余应力应变的原因,指出固化降温过... 详细信息

加压固化工艺能有效降低固化降温过程固体火箭发动机药柱的残余应力,提高其结构完整性。为准确便捷地确定最优固化压强,采用消除壳体对药柱外表面的变形约束的方法,分析加压固化工艺无法完全消除药柱残余应力应变的原因,指出固化降温过程壳体轴向和径向变形是影响药柱结构完整性的主要因素。基于现有数值计算方法,提出一种考虑药柱初始变形的三步分析法,采用全因子试验设计方法,对药柱结构完整性关于壳体轴向变形和径向变形的灵敏度进行分析并给出估算压强;再利用Evol优化算法,基于估算压强对某翼柱形药柱发动机进行了优化分析。确定最优加压压强为1.922 MPa,此时药柱中的最大主应变降为1.085%,与常压固化相比降低了79.15%,药柱中最大主应力较常压固化降低了72.11%。

关键词：固体火箭发动机加压固化壳体变形药柱结构完整性

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长期贮存HTPB推进剂蠕变特性分析

固体火箭技术 2023年第3期46卷 426-432页

作者：邓旷威申志彬樊自建崔辉如国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 陆军工程大学国防工程学院南京210007

固体发动机贮存过程中推进剂在自重荷载作用下会发生蠕变,为研究HTPB推进剂长期贮存期间的蠕变特性,采用MSC.Marc计算了卧式与立式贮存两种工况下发动机的最大Von Mises应力;基于数值计算结果设计并开展了1000 s短期往复蠕变试验与1000... 详细信息

固体发动机贮存过程中推进剂在自重荷载作用下会发生蠕变,为研究HTPB推进剂长期贮存期间的蠕变特性,采用MSC.Marc计算了卧式与立式贮存两种工况下发动机的最大Von Mises应力;基于数值计算结果设计并开展了1000 s短期往复蠕变试验与10000 s长期蠕变试验。结果表明,推进剂蠕变从变形开始到最终破坏的过程可分为瞬时变形、衰减蠕变、稳态蠕变以及加速蠕变破坏四个阶段。蠕变应力水平小于0.1 MPa时,衰减蠕变趋于稳定,蠕变应变25.32%可作为该推进剂蠕变进入稳态蠕变阶段的临界值。蠕变过程会对试样造成损伤,损伤程度与蠕变时间和应力大小正相关。拼接了短期蠕变试验数据,拼接曲线与长期蠕变试验数据曲线一致性较好。试验结论可为固体发动机结构完整性和贮存寿命评估提供参考。

关键词： HTPB推进剂蠕变长期贮存损伤演化数值仿真

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多旋翼无人机减振分析与实验

国防科技大学学报 2022年第4期44卷 134-140页

作者：马维力和英鹏崔辉如李道奎申柳雷长安大学理学院陕西西安710064 陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007 国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 国防科技大学军事基础教育学院湖南长沙410072

针对多旋翼无人机机身系统振动过大导致飞行状态不稳的问题,基于有限元仿真技术与实验方法,进行了减振分析。通过频率分析,确定系统振动过大的原因为固有频率与激励频率耦合导致的共振现象,且共振频点的模态振型包含一阶挥舞、一阶摆振... 详细信息

针对多旋翼无人机机身系统振动过大导致飞行状态不稳的问题,基于有限元仿真技术与实验方法,进行了减振分析。通过频率分析,确定系统振动过大的原因为固有频率与激励频率耦合导致的共振现象,且共振频点的模态振型包含一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型。提出了优化机身壳体截面形状的设计方案,在不增加额外质量的情况下,将一阶挥舞、一阶摆振和二阶摆振振型对应的频点分别提高37.23%、22.47%和18.43%,有效规避了机身共振现象。仿真实验证明,提出的有限元仿真与实验结合的减振分析思路及优化设计方法,可为旋翼无人机减振设计提供参考依据。

关键词：旋翼无人机有限元模态实验优化设计

基于三维八节点内聚单元的固体火箭发动机粘接界面结构分析

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固体火箭技术 2022年第3期45卷 366-377页

作者：崔辉如王佳奇吕轩许玉荣陆军工程大学国防工程学院南京210007 中国酒泉卫星发射中心酒泉732750 航天动力先进技术湖北省重点实验室湖北航天技术研究院总体设计所武汉430040

粘接界面应力状态是固体火箭发动机三维结构完整性分析的关键。首先在内聚参数松弛效应的基础上,建立了粘弹性PPR内聚力模型,构建了三维八节点内聚单元,推导了全局坐标系下单元变换矩阵,并进行了单元分离位移场的计算,结合八节点六面体... 详细信息

粘接界面应力状态是固体火箭发动机三维结构完整性分析的关键。首先在内聚参数松弛效应的基础上,建立了粘弹性PPR内聚力模型,构建了三维八节点内聚单元,推导了全局坐标系下单元变换矩阵,并进行了单元分离位移场的计算,结合八节点六面体等参单元,形成了单元内力矢量以及单元刚度阵。之后,以固化降温和点火增压两种典型工况为例,对发动机开展上述三维有限元分析。仿真结果表明,固化降温和点火增压两过程结束时,粘接界面上最大的切向内聚力分别为0.03 MPa和0.11 MPa,最大的法向内聚力分别为0.065 MPa和-0.348 MPa,均小于某发动机粘接界面的内聚强度。论文提出的基于三维八节点内聚单元的分析方法和研究结论可以为发动机粘接界面三维结构分析提供有利参考。

关键词：固体火箭发动机粘接界面粘弹性内聚力模型三维内聚单元

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粘弹性应变能释放率的虚拟网格计算方法

固体火箭技术 2023年第6期46卷 915-922页

作者：崔辉如姜强强沈栋吕轩任孝宇陆军工程大学国防工程学院南京210007 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站南京210007 中国人民解放军91112部队宁波315046 航天动力先进技术湖北省重点实验室武汉430040

应变能释放率是粘弹性裂纹扩展判断的重要依据。为了解决低质量网格条件下的高精度粘弹性应变能释放率的数值计算问题,提出了裂纹尖端虚拟网格方法。在原始网格位移场基础上通过插值手段获得虚拟网格位移场、应力及应变场分布;基于虚拟... 详细信息

应变能释放率是粘弹性裂纹扩展判断的重要依据。为了解决低质量网格条件下的高精度粘弹性应变能释放率的数值计算问题,提出了裂纹尖端虚拟网格方法。在原始网格位移场基础上通过插值手段获得虚拟网格位移场、应力及应变场分布;基于虚拟网格信息并结合虚拟裂纹闭合方法,开展应变能释放率的数值计算。虚拟网格方法在应对裂纹扩展过程中任意复杂网格形式的同时,不再需要对原始裂纹尖端进行精细网格划分。两种典型断裂模式下的算例仿真结果表明,全积分形式的虚拟网格方法可以实现低泊松比条件下应变能释放率的高精度数值计算,相对误差均在5%以内。为了应对高泊松比下的断裂问题,设计了虚拟网格方法的缩减积分方案;缩减积分方案下的应变能释放率相对误差在1%左右,计算精度较全积分方案大幅提高。

关键词：粘弹性裂纹扩展应变能释放率虚拟网格方法

“互联网+”时代大学英语翻译教学问题与对策

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淮北职业技术学院学报 2022年第2期21卷 84-87页

作者：胡晶崔惠茹吉林师范大学博达学院大学外语部吉林四平136000

大学英语翻译教学存在重视程度不够、教学模式缺乏创新、师资力量有待提升等问题。在“互联网+”时代,要将大学英语翻译教学与互联网深度融合,充分利用网络资源、丰富教学内容、创新教学模式、线上线下相互补充,加强师生互动,丰富第二... 详细信息

大学英语翻译教学存在重视程度不够、教学模式缺乏创新、师资力量有待提升等问题。在“互联网+”时代,要将大学英语翻译教学与互联网深度融合,充分利用网络资源、丰富教学内容、创新教学模式、线上线下相互补充,加强师生互动,丰富第二课堂活动。

关键词： “互联网+” 大学英语翻译教学教学模式

基于源项法的闭式回路架构对主泵性能影响的分析研究

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核动力工程 2022年第6期43卷 30-36页

作者：王晓放李家玲鲁业明刘昊然李滢玥汪辉崔辉如大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116000 陆军工程大学训练基地江苏徐州221000 陆军工程大学国防工程学院南京210000

传统的主泵流动分析平台多为简化的开式流路,与真实闭式回路运行工况存有较大差异。为探究主泵在真实回路中的流动特性与机理,以包含密封口环间隙的主泵全通道水力模型为研究对象,采用源项法进行稳态、瞬态计算分析研究。稳态计算结果表... 详细信息

传统的主泵流动分析平台多为简化的开式流路,与真实闭式回路运行工况存有较大差异。为探究主泵在真实回路中的流动特性与机理,以包含密封口环间隙的主泵全通道水力模型为研究对象,采用源项法进行稳态、瞬态计算分析研究。稳态计算结果表明:闭式循环回路中形成漩涡流态,致使主泵进口处发生预旋,产生入流畸变,导致湍动能有所增加,能量分布不均匀;瞬态计算结果表明:相较于开式流路,闭式回路入流畸变带来流场压力、速度、湍动能、压力脉动等特性的变化,导致泵体扬程、效率均有所下降,所受径向力、轴向力增大。闭式循环回路架构针对主泵流动性能的分析更接近真实流动。

关键词：核主泵闭式循环源项法入流畸变数值模拟