摘要：针对航行体在以大于100 m/s的速度高速入水过程中承受巨大的冲击载荷可能导致的结构损坏、弹道失控等现象,而现有的缓冲措施降载能力有限的难题,本文设计了一种航行体高速入水梯度密度式缓冲头帽,确保航行体能够高速安全入水,并给出了详细的设计过程.同时基于ALE(arbitrary Lagrangian-Eulerian)算法建立了航行体带缓冲头帽高速入水数值计算模型,且数值计算的结果与试验测试数据具有较好的一致性.然后在此基础上,开展了航行体带梯度密度式缓冲头帽高速入水降载特性的数值研究,探究了双层缓冲件不同分层厚度、正负密度梯度排列以及层间密度差等重要参数对缓冲头帽能量吸收以及缓冲降载效果的影响规律,并进行了大尺度模型高速入水冲击测试试验,根据航行体模型干模态分析时的二阶弯曲模态固有频率对试验数据进行滤波处理.研究结果表明,在本文所研究的范围内,分层的缓冲件相比较于不分层的缓冲件表现出更强的冲击能量吸收效果,且缓冲件吸收的冲击能量随着分层数的增加而增加;负密度梯度排列的缓冲件其缓冲能力强于正密度梯度的缓冲件;当层间密度差越大时,冲击能量的损耗也将越大,缓冲头帽的降载效果越好.

摘要：针对空投航行体和火箭助飞航行体高速入水过程中遭受巨大的冲击载荷,可能导致的结构损坏、弹道失控等问题,提出了一种开槽包裹式缓冲头帽,用于保护航行体入水过程中的结构安全。首先,给出了缓冲头帽的详细设计参数,基于任意拉格朗日-欧拉算法,建立了航行体带缓冲头帽高速入水数值模型,并对该数值模型的正确性进行了验证。然后,在此基础上,研究了不同入水角度下,空泡流场的演变过程,分析了入水时缓冲材料的应力分布情况。最后,探究了不同入水速度和入水角度下缓冲头帽的降载性能。结果表明,数值计算所得空泡形态与实验图像基本吻合,且数值计算和实验测试所得的冲击加速度变化趋势基本一致,两者轴向加速度峰值相对误差为6.72%,径向加速度峰值相对误差为7.52%。航行体装备所设计的缓冲头帽以300 m/s的速度垂直入水时轴向降载率为22.17%;以100 m/s的速度60°入水时,轴向降载率为31.83%,径向降载率为66.80%。

摘要：作为航空发动机的关键部件之一,传动系统的工作性能直接决定整机的运行状态与可靠性。传动系统的支承轴承因工作环境恶劣,在其工作过程中极易出现早期失效故障。针对某航空发动机传动系统支承球轴承台架试验中出现早期失效的问题,采用有限元方法,建立了多点支撑柔性传动系统动力学模型,分析了转速和轴承游隙对系统各支承轴承的动态载荷与弹性变形的影响规律,确定了支承轴承发生失效的位置及其原因;采用Lundberg和Palmgre的疲劳寿命计算方法,基于多点支撑柔性传动系统动力学模型获得的轴承内部动态载荷,计算了台架系统中出现早期失效的支承球轴承的疲劳寿命。结果表明,支承轴承的游隙匹配会导致各轴承内部载荷存在较大差异,该差异是导致其疲劳失效的主要原因,该仿真结果与实际情况基本一致。论文的研究可为该型航空发动机传动系统支承轴承的优化设计提供新的思路和理论支撑。

摘要：螺栓强度直接决定滚轮滚针轴承工作载荷。而注油孔结构设计参数是影响螺栓强度的主要因素之一。针对这一问题,以螺栓最大应力和变形为优化目标,提出了滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法。首先,基于三维建模软件,建立了滚轮滚针轴承参数化模型;然后,运用有限元方法,提出了滚轮滚针轴承整体有限元仿真模型,分析了注油孔设计参数对螺栓强度的影响规律;最后,采用响应面分析方法,建立了以螺栓最大应力和最大变形最小为优化目标的滚轮滚针轴承多目标优化模型,结合工程实际,获得了螺栓注油孔孔径的最优化设计参数。仿真结果表明:优化后的滚轮滚针轴承螺栓关键位置的最大应力和最大变形均有所改善,验证了所建立的滚轮滚针轴承螺栓强度优化设计方法的有效性。

摘要：针对整体螺栓滚轮滚针轴承滚子边缘应力集中现象,运用非理想赫兹接触理论,建立滚子与滚道非理想赫兹接触模型。研究全圆弧母线修形、相交圆弧母线修形、相切圆弧母线修形和对数母线修形方式对滚子与滚道之间接触变形和应力分布的影响规律。结果表明:在相同载荷下,相切圆弧母线修形的滚子接触变形最小;相交圆弧母线修形和相切圆弧母线修形滚子存在接触应力集中现象;全圆弧母线修形和对数母线修形的接触应力分布均匀,对数母线修形滚子的接触应力最小。对数母线修形是4种方法中适合用于滚轮滚针轴承滚子素线的修形方式。