固体火箭发动机装药缺陷原因分析及无损检测方法的研究

分析了固体火箭发动机的装药缺陷及其产生原因,阐述了装药缺陷对固体发动机可靠稳定工作的影响与危害,进而强调了对装药进行无损检测的重要性和必要性;随即介绍了装药无损检测技术的现状,列举比较了几种常规检测方法,为固体火箭发动机无损检测领域的应用研究提供了借鉴与参考.     

火箭发动机界面脱粘分析及检测新方法

对引起固体火箭发动机粘接界面脱粘的原因(外部载荷及推进剂老化和界面迁移)进行了分析，并对近几年发展起来的用于检测发动机界面脱粘卓有成效的无损检测新方法，特别是X射线工业CT系统在固体火箭发动机无损检测中的应用进行了评述。     

检测固体火箭发动机缺陷的先进方法

现代空间推进系统最易损部件之一是固体火箭发动机。因此,固体火箭发动机的损伤检测是任何一项可靠计划中的一个关键任务。十年前,美国空军就开始使用一种增强型CT医学扫描技术对火箭进行X射线检测。CT检测能提供较详细的图像,能较好地进行定量分析。CT图像分析一般包括检测图像中的裂纹、测量其尺寸和密度分布。但目前的CT图像分析仍不能检测发动机老化的潜在影响。例如,在衬套一推进剂界面,两表面可能是接触的,但不是化学粘合。轻度脱粘这类缺陷通常用超声波     

固体火箭发动机的装药缺陷及检测方法

分析了固体火箭发动机装药缺陷产生的原因、危害并重点介绍了目前几种无损检测方法。突出强调了CT检测技术。     

含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估综述

装药缺陷是影响固体火箭发动机安全工作的重要因素。为确保安全发射,需对装药缺陷所造成的发动机性能偏差进行分析,从而对发动机的工作性能作出评估。鉴于装药缺陷行为的复杂性,目前尚未建立起完善的评估体系。基于固体火箭发动机装药缺陷行为,综述裂纹和脱粘扩展的理论与试验研究方法,包括起裂准则研究、影响扩展的因素研究及推进剂材料断裂性能研究;分别从燃气进入裂纹的边界条件和燃气传播对裂纹扩展影响两方面,综述药柱裂纹与燃气相互作用机理的研究现状;为达到对含装药缺陷的固体火箭发动机完整工作过程进行数值仿真的目的,分别从燃面退移计算方法、流体-热-固体耦合计算方法和缺陷扩展计算方法3个方面,对含装药缺陷的固体火箭发动机数值计算研究进行了总结与分析,以期得到含装药缺陷的发动机工作性能数值指标,从而为发动机性能评估工作提供参考;对于装药缺陷行为研究及数值计算方法的发展作了展望,对我国含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估工作提供一些有意义的启示。     

固体火箭发动机工作效能的层次分析法

在固体火箭发动机工作效能分析的基础上，利用解释结构模型建立固体火箭发动机工作效能的多层递阶模型，并运用系统工程的层次分析法分析计算得出固体火箭发动机工作效能诸要素的综合重要度，为固体火箭发动机的设计、工作效能的提高和今后的研究方向提供参考。     

固体火箭发动机密封结构设计参数分析

采用橡胶材料的Neo-Hookean本构关系和非线性有限元法，建立某型固体火箭发动机密封结构的二维轴对称模型．计算出橡胶O形圈在安装和工作状态下的变形和应力。据此对影响密封性能的各因素进行分析，讨论了初始压缩率、密封槽结构参数以及法兰位移等典型参数对橡胶O形圈密封性能的影响。文中的方法和结果对固体火箭发动机密封结构的设计具有一定的指导意义。     

固体火箭发动机尾流对发射车影响的数值研究

采用二维雷诺平均方程和k-ε湍流模型对固体火箭发动机尾流场进行数值模拟。空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解,时间上采用显式Runge-Kutta方法进行迭代推进,直至流场收敛。借助数值模拟技术对处于地面发射状态下的固体火箭发动机尾流问题进行研究。研究涉及发动机内外流场相互干扰、热喷流和冷空气的相互作用以及高温高速尾喷流对发射车车顶板和防护板的影响。     

固相颗粒在C1xb固体火箭发动机中的运动规律

基于C1xb型固体火箭发动机内流场,对发动机内的凝相颗粒进行受力分析,并获得固相颗粒运动过程中的速度和加速度.建立二维颗粒运动轨迹模型,并在该模型下获得固相颗粒在发动机内的运动空间分布规律.研究颗粒注入位置、粒径及发动机转速对凝相颗粒运动的影响规律.结果表明:从含铝丁羟推进剂上游端和下游端表面离开的颗粒,有着较大概率与...     

不同火焰环境下固体火箭发动机烤燃特性数值模拟

为了研究固体火箭发动机意外遇到火焰环境时的热安全性问题,以高氯酸铵/端羟基聚丁二烯（AP/HTPB）复合固体推进剂为装填对象,针对某种小型固体火箭发动机建立了二维烤燃简化模型。分别对800 K、1 000 K、 1 200 K火焰环境下固体火箭发动机的烤燃特性进行了数值模拟。计算结果表明,3种火焰环境下,AP/HTPB最初着火位置均发生在靠近喷管的药柱外壁一环形区域内;随着火焰温度的提高,着火延迟期快速缩短,着火温度逐渐增大;绝热层的绝热作用随着火焰温度的增大而增强;复合固体推进剂中AP首先发生缓慢分解时的温度随火焰温度的提高而增大。     

基于ICT图像配准技术的固体火箭发动机装药缺陷诊断

针对人眼观察固体火箭发动机ICT图像容易误判及遗漏缺陷的问题,采用ICT图像配准技术,将待检固体火箭发动机的ICT图像与无缺陷标准ICT图像配准对比,以便突出固体火箭发动机装药缺陷。改进了基于归一化互信息量为配准测度的配准方法,在配准测度中添加进了ICT图像像素之间的位置信息,以增强配准算法的精度和鲁棒性。实验结果证明,提出的方法可以精确的完成图像的自动配准并可使缺陷部位灰度对比更加显著,便于捕捉缺陷。     

基于立体视觉的3 维模型重建

为实现智能机器人清晰把握周围环境的3 维信息,提出一种基于坐标变换的3 维模型重建方式。采用双 目立体视觉结构,经过图像获取、摄相机标定-校正、立体匹配和3 维特征提取等操作,获取单一视图下物体的3 维 几何信息。将多个不同坐标系下的3 维几何信息归一化为同一坐标系下的信息,并选取具有代表性的长方体纸箱进 行实验验证。结果表明：该方法能实现3 维模型的重建工作,对环境几何信息的理解和避障导航有一定的参考价值。     

金属断口宏观形貌三维重构研究

利用分层切片法重构物体的原理自主开发金属断裂面三维重构软件JHX-FSR,通过软件前处理模块和可视化后处理模块,分别获取金属断口的三维数据场和金属断口的三维重构结果、金属断口的定量可视化结果。分层切片法断口重构通过复杂切片二维轮廓的表面重构,重构空间几何形状复杂的断口整体形貌,从而得到精确的断口重构结果;将重构结果同断口三维数据场校验,证实该软件可较精确地重构断口;根据获取的断口宏观形貌三维数据场,对断口局部形貌特征定量可视化及定量测量,为断口智能化分析奠定一定的基础。分别通过断口定量反推、断口剖面二维切片图像定量分析和微裂纹三维重构3个方面阐述计算机分层切片法三维重构技术在金属断口定量分析中的应用和发展前景。     

一种基于球面调和函数的3D 模型仿真方法

描述了一种用于三维图像数据重构的可视化的新方法,其核心在于将三维图像数据模型分解为一组球面调和函数的正交基的扩展系数。利用最小二乘法将模型的原始数据坐标拟合成一组球面调和函数的正交基的扩展系数。这些系数可以通过个人计算机运算重建图像的三维模型。理论与实验表明:该方法的建模速度远高于一些传统的建模方法,为解决三维图像数据可视化中数据量大,建模速度缓慢等问题提供了一种新的解决方法。     

浇铸型固体发动机衬层/药柱界面脱粘低温探伤研究

基于粘弹性理论,用有限元方法分析了浇铸型固体发动机冷冻条件下衬层与药柱的脱粘间隙与脱粘长度、冷冻温度的关系.通过对仿真结果的分析,从理论上得出了固体发动机界面脱粘低温探伤的可行性.通过试验发动机冷冻前后的计算机层析成像(CT)图像的比较,得出了固体发动机界面脱粘低温探伤方法可部分检测到冷冻前检测不到的脱粘.     

基于VTK的固体发动机三维重建与可视化

运用VTK(visualization toolkit)中封装的移动立方体面绘制方法和光线投射体绘制方法,实现了固体发动机ICT序列断层图像的三维重建与可视化.由重建结果得出,体绘制方法更适用于固体发动机内部缺陷三维可视化故障诊断.     

一种新的基于非朗伯PSFS 法的人脸形貌重构系统

为满足人脸3D 形貌精确重构的需求,设计一种新的基于非朗伯PSFS 法的人脸形貌重构系统。使用 Oren-Nayar 模型对人脸表面的反射属性进行描述,通过相机获取位于镜头入瞳中心处光源照射下的单幅人脸表面灰 度图像,在透视投影下建立灰度图像对应的辐照度方程,将辐照度方程转换为Hamilton-Jacobi 类偏微分方程,通过 建立数值算法进行求解,重构出人脸的3D 形貌并进行验证。实验结果表明,该系统可以获得较高的精度。     

锥束准三代三维工业CT成像方法研究

基于FDK( Feldkamp,Davis and Kress)重建算法的圆轨道锥束扫描方式,因为算法的简洁性和工程实现的可行性,成为目前主要的三维工业计算机X射线断层摄影术( 3D-ICT)成像技术。但受探测器长度的限制,该种技术的扫描视场小,可检构件尺寸受到限制。为解决较大尺寸构件3D-ICT检测问题,讨论了一种扫描锥束偏转的准三代3D-ICT成像方法,推导了它基于FDK原理的滤波反投影( FBP)重建算法。计算机仿真验证了该方法的正确性。分析表明,在扫描锥束偏转两次情况下,其有效扫描视野比圆轨道扫描方式提高1.4倍以上。     

基于同面电容成像的航天隔热复合材料粘接缺陷检测方法

为了实现对航天隔热复合材料粘接缺陷的可视化检测,在分析同面电容成像（CPCI）系统模型及图像重建原理的基础上,提出了一种基于Kalman滤波的CPCI算法,并通过对估计电容值和测量电容值依赖程度的不断调整来实现最优估计。构建了仿真实验,验证了采用基于Kalman滤波的CPCI算法在缺陷检测中的可行性和有效性。与采用常规CPCI算法的检测实验结果进行了对比,结果表明,所提图像重建算法获得的粘接缺陷图像精度具有较大的提升。     

固体火箭发动机无损探伤方法

针对某型固体火箭发动机的具体结构,确定了发动机尤损探伤的方法。对发动机燃烧室装药的应力情况进行了有限元计算,确定了燃烧室工业CT无损探伤的关键截面,为固体火箭发动机无损探伤的应用提供了参考。