摘要：为实现大型复杂航天器结构的有限元动力学分析,运用Patran/MSC Nastran的二次开发语言PCL与DMAP开发基于混合模态综合法的分析软件模块.该软件模块将自编算法无缝嵌入到通用有限元软件中,计算精度和效率较高,可以为不同部门间的协同产品设计提供有效的解决方案.

摘要：膜片组件是影响某伺服系统贮存可靠性的关键部组件,在分析膜片组件在库房贮存条件下失效机理的基础上,通过有限元建模分析,预测了膜片组件的贮存主要失效模式。研究设计了膜片组件恒定温度应力加速贮存试验方案并实施试验,对膜片组件加速贮存试验获得的区间数据进行了插值处理,并对处理后的试验数据进行统计分析,得到了贮存条件下膜片组件的贮存期评估结论。

摘要：当热变形受到限制或承受非均匀温度场时,复合材料壁板易发生热屈曲现象,导致出现分层或改变了结构的动力学特性,严重影响着飞行器结构的完整性。本文选取典型C/SiC壁板为试验件,设计了水冷边界工装,采用双向限制位移方法模拟试验件的边界约束状态。基于石英灯加热装置,开展了不同升温速率下的热屈曲试验,采用热像仪和数字图像相关技术等测试获取了真实的温度场和变形场。同时开展了不同温度状态下的热模态试验。依据壁板中心点离面位移变化和第1阶固有频率变化计算得到热屈曲临界温度,并作对比分析,可为热防护结构设计和力热试验验证提供技术支撑。

摘要：基于能量差率基本原理,以非穿透裂纹深度的相对值作为控制裂纹虚比例扩展的无量纲几何参量,构造求解裂纹张开位移幅值的伯努利微分方程,导出以裂纹绝对尺寸和相对尺寸为参数的裂纹张开位移幅值表达式,得到有限大体非穿透裂纹三维应力强度因子闭合解。并给出无量纲应力强度因子与各种相对尺寸参数关系的显式表达式,计算结果与Newman的有限元分析结果基本一致。该方法在工程结构损伤容限与耐久性设计应用中更加便捷、高效。

摘要：应变隔离垫是重复使用飞行器刚性防热瓦热防护结构的重要组成部分,通过硅胶与冷结构和防热瓦进行粘接,应变隔离垫面外力学性能以及其与冷结构之间的粘接性能直接影响着飞行器使用安全,也是评估热防护系统可重复使用性能的基础性能参数。本文设计了应变隔离垫试验件,通过静载力学试验,获得了SIP在常温环境下(25℃)下拉伸应力-应变曲线及失效模式,应力-应变曲线表现出明显的大变形、非线性特征。建立了应变隔离垫的超弹性本构模型,结合有限元数值方法对SIP常温拉伸力学行为进行仿真分析,模拟结果和试验吻合较好。开展了100℃、120℃以及150℃高温环境下SIP面外拉伸试验,结果表明SIP的拉伸刚度和强度具有温度敏感性,与粘结工艺密切相关,拉伸强度较室温条件下分别下降了50.7%、70%、77%。上述研究成果能够为飞行器热防护系统的服役性能评估和工艺优化提供技术支撑。

摘要：铆接加筋壁板结构是一种在飞行器结构中广泛应用的典型轴压承力结构形式,它具有成本低、工艺性好和承载效率高等特点。随着飞行器结构设计从传统的静态设计转变为静-动态耦合设计,建立准确高效的铆接加筋壁板结构的动力学预示模型具有重要意义。目前,此类结构的建模误差主要来源于薄壁梁结构中的倒圆角区域建模以及薄板与薄壁梁结构之间的铆接建模。本文首先针对薄壁梁结构,采用刚度和质量等效原理,建立计算精度和效率兼顾的薄壁梁结构等效动力学建模方法,并采用仿真算例验证建模方法的准确性。其次,通过对比研究建立最优的适用于铆接加筋壁板结构动力学建模的铆接等效建模方法。最后,结合提出的薄壁梁动力学建模方法和铆接等效动力学建模方法,形成高精度的铆接加筋壁板结构动力学建模方法,采用实验研究,验证了本文提出的铆接加筋壁板结构动力学建模方法的正确性和有效性。

摘要：研究热噪声复合载荷作用下结构的动力学响应对高超声速飞行器结构的设计具有重要的指导意义,实验室多采用高温行波管进行热噪声复合试验研究,本文针对行波管中高温平板结构动力学响应预示方法进行研究。选取四边固支C/Si C材料平板为研究对象,首先研究热效应对平板结构固有模态特性的影响,然后在平板表面施加一维行波声载荷模拟行波管中声场,利用解析方法求解结构在热噪声复合载荷下的动力学响应。结果表明,在加热过程中平板固有频率先减小至极小值,而后逐渐回升。在固有频率下降阶段,材料弹性模量减小和热应力对于结构刚度的软化效应强于热变形的硬化效应;在固有频率回升阶段,热变形的硬化效用起决定性作用。线性响应范围内,平板在热噪声复合载荷下的加速度响应特性取决于其热模态。

摘要：热控材料与结构是航天热控系统的重要组成部分,直接关系到所承载的电子元器件的可靠性和安全性,进而决定其工作状态和使用寿命。电子元器件在服役过程中产生的热量会导致热控问题,而工程中航天热控系统的设计大多数停留在热管与蜂窝集成上。近年来陆续发展了智能热控材料、高导热复合材料、隔/防热材料、被动热控结构、主动热控结构、智能热控结构等一些关于热控材料和热控结构的新概念。在此基础上,本文将与热控有关的最新研究成果进行总结和分析,展望了航天多功能热控材料与结构的发展方向。

摘要：为研究同时具有"锥—柱"和"柱—裙"拐角的飞行器跨音速脉动压力载荷特征与分布规律,在NF-6风洞中对具有该特点的某旋成体模型开展了试验研究,获得了脉动压力总声压级沿模型纵向的分布规律,及其随来流Ma数与攻角的变化规律。进而通过调整风洞试验段总压改变Re数,获得了脉动压力总声压级在不同Re下的变化规律。结果表明,当来流Ma数达到0.89时,由于激波振荡使旋成体膨胀拐角处出现较强的脉动压力,攻角的增加使脉动压力总声压级有所减小,而Re数的增加使得脉动压力总声压级有所增大,但这种趋势随着来流Ma数接近于1而逐渐减弱。对旋成体跨音速脉动压力载荷的试验研究,为飞行器载荷环境设计提供了依据。

摘要：推导了球铰临界角理论公式,并以平面四连杆机构作为应用实例分析研究了机构输出误差规律,结果表明连杆弹性变形和球铰间隙是连杆长度误差的主要因素;连杆最大摆角误差与球铰间隙、连杆压力载荷和球铰摩擦系数正相关。在此基础上提出了一种应用聚四氟乙烯复合材料作为球铰涂层的设计方案并制造了涂层球铰,球铰摩擦转矩测量实验证明了球铰涂层的减摩作用。