固体火箭发动机离心过载试验装置主机结构设计

离心过载试验装置可在地面重复再现火箭发动机飞行过程的高过载环境,通过对发动机试验状态进行控制和监测,可为高过载发动机流场及热结构研究提供实时数据。为模拟发动机点火飞行受力工况,试验装置不仅须承载发动机点火产生的巨大冲击振动,还要为发动机提供安装和姿态调整平台。为此,对试验装置采用分层布局,除转臂外,其余各系统布置于地下空间,转臂上的元器件进行了防护,以防发动机点火产生的高温和高温物质对其损伤。转臂采用箱型焊接不等臂结构和较高的安全裕度,通过优化设计,降低了转动惯量。为实现各型发动机安装和姿态调整,在转臂上开发了无级角度调整旋转舱。传动系统作为转臂的支承和传力结构,采用大轴径和大锥度增强系统承载能力,并通过预埋件与土建基础固连,提高主机抗倾覆力能力。驱动系统采用同步电机直接驱动,以提高试验装置快加速和变过载加载能力。最后,对主机结构进行了力学分析和振动测试,结果表明,设计结构可保证试验装置稳定运行。     

发动机前罩壳结构设计及校核

以某发动机的前罩壳、机油泵一体化结构为例,介绍了发动机前罩壳的结构设计方法及CAE分析校核。     

某液体火箭发动机组合结构模态分析

采用有限元分析方法,对某液体火箭发动机组合结构的不同状态进行了有限元建模与模态分析,对不同状态组合结构的模态进行了比较与研究,讨论了边界条件对模态的影响、组件模态与组合结构模态的关系等情况。     

某型航空发动机高温总压探针模态分析及强度校核

安装于被试航空发动机内涵高温区的探针的可靠性直接关系被试发动机安全,设计高温总压探针时对其进行模态分析及强度校核十分必要。依据总压探针在被试发动机上的安装接口及内部结构,设计了探针的三维模型,根据大量试验数据统计,得出探针工作的温度范围、对应被试发动机工作状态和探针受到的激励功率谱密度,并通过ANSYS计算总压探针在各个温度下的模态和等效应力,以确定其避开发动机对应转速的激励,并进行强度校核。计算结果表明,该总压探针模态及强度满足使用要求,为探针的设计及装机使用提供依据。     

某发动机振动采样数据处理优化及算法设计

发动机的整机振动状态对发动机的正常工作和故障诊断意义重大,但实际环境中,由于受周围复杂环境的影响,采集的振动信号往往含有强噪声并伴有故障信号微弱、故障特征难以提取等问题。本文从振动采样数据处理软件的优化方案和算法实现角度,完成了算法设计、代码实现和系统测试。     

某液体火箭发动机组合结构模态分析

采用有限元分析方法,对某液体火箭发动机组合结构的不同状态进行了有限元建模与模态分析,对不同状态组合结构的模态进行了比较与研究,讨论了边界条件对模态的影响、组件模态与组合结构模态的关系等情况.     

某机载雷达扫描器结构设计

机载雷达扫描器是个典型的伺服系统,通常要求其结构固有频率高于伺服带宽3~5倍。从结构稳定性考虑,应避免在机载环境要求的低频段着重考核点发生谐振。扫描器外形是一个细长的悬臂梁且零件种类和数量较多,提高其结构固有频率有一定的难度。文中主要从提高整体结构刚度着手来提高扫描器的固有频率,介绍了某机载雷达扫描器结构设计的过程,从总体架构、轴系设计、重要零件设计等方面进行了论述,利用Patran/Nastran软件对其进行了模态分析,第1阶响应频率与样机的响应测试结果较为接近。最终产品在振动试验中优良的稳定性和交付后良好的表现表明,该扫描器对同类扫描器的结构设计具有借鉴意义。     

MARC有限元分析在轴结构设计中的应用

在利用有限元方法对轴易产生应力集中的部位进行了细致地建模，通过计算得到了轴的结构应力分布规律、变形量；通过对危险截面的强度校核验证了原设计方案的可靠性，从而为该轴方案的最终确定提供了理论依据，同时也为轴的结构设计提供了一种有效的方法。     

某火箭发动机高速旋转试车台旋转架一体化设计与分析

介绍了一种火箭发动机高速自旋试车台旋转架的一体化设计和分析。旋转架的作用是将发动机固定并连同发动机高速旋转的装置,该装置可以适应大小、长短不同的某一系列发动机的实验。文中针对旋转架在高速旋转情况下的载荷,对旋转架进行了一体化设计,并利用有限元分析软件对该结构进行了力学分析和设计优化。     

摩托车车架振动和模态分析及改进设计

通过振动测试实验对摩托车手把、坐垫和脚踏处振动加速度进行测量,建立车架有限元模型,利用计算机仿真和模态实验两种方法对该车架的动态特性进行分析,确定车架低阶模态频率和振型,通过对仿真结果和实验结果的比较证明所建立有限元模型的正确性。对摩托车所受外界激励进行分析,确定引起共振的原因。对车架进行改进设计,并通过仿真和实验分析证明改进后的车架低阶模态频率明显提高,能够避开发动机激励,提高整车的舒适性。     

半挂汽车车架有限元模态分析及优化设计

车架是半挂汽车结构件中结构和载荷都很复杂的关键部件,为提高车架整体性能,对某型半挂汽车车架进行了有限元模态分析和基于频率、刚度和强度约束的优化设计,降低了车架结构自重,提高了车架的低阶频率,改善了动态性能,为车架的设计和改造提供了理论依据。     

基于ANSYS的某发动机叶片的振动模态分析

用ANSYS软件对某发动机叶片的振动特性进行了分析。建立了该发动机叶片的实体模型和有限元模型,计算出了叶片的固有频率、振型。说明了用ANSYS软件在对发动机叶片的振动特性分析上是一种先进方法,为叶片的进一步研究提供了可靠的基础。     

一种新型破碎机振动分析与优化

新型破碎机是由薄板等型材焊接而成的柔性结构,在动力激励下引发其薄壁件的振动,辐射噪声。为研究其在正常工况下的动态性能,运用有限元模态分析法对主要构件进行分析,得到其前几阶固有频率,找到了振动过大的原因。为了提高机械破碎的效率,以结构件筛理表面积为目标函数,以板材的厚、构件宽、构件长为设计变量,以第1阶固有频率为约束变量,进行结构参数优化设计,并以得到的面积值为约束,以第1阶固有频率最大为目标函数继续优化,得到破碎机主要参数的最佳值。经分析优化前后的振动烈度,表明优化后的效果较好。     

振动夹具的一种优化设计方法

利用三维CAD软件Solid Edge设计一个多用途振动夹具,并在ANSYS有限元分析软件中对其进行模态分析,根据提取的固有频率、振型和响应位移为依据再返回设计环境对其进行结构优化设计。     

Optimal design for hybrid rocket engine for air launch vehicle

A feasibility study and the optimal design was conducted for the application of a hybrid motor with HTPB/LOX combination to the first stage of an air launch system. The feasibility analysis showed that the hybrid motor could successfully be used as a substitute for the solid rocket motor of the first stage of the Pegasus XL if the average specific impulse (I _sp ) of the hybrid motor could be approximately 350sec. And the optimal design of the hybrid motor was carried out for a given mission requirement with selected design variables: number of ports, initial oxidizer flux, combustion chamber pressure, and nozzle expansion ratio. The design results show the hybrid motor can be successfully applicable to the air launching vehicle. And, the optimal design can meet physical constraints of length and diameter imposed by the mother plane installation for a 3.5kg nano-sat to the orbit located on the 200×1500km elliptic orbit plane. Also, it was found that the design results would provide nearly the same design configurations regardless of the selection of objective functions: either mass or length of the engine.     

发动机特征振动信号的测试及小波分析

采用BSWA VS302 USB便携式双声道声学振动分析仪对DA462型发动机进行振动试验,试验时分别模拟气门间隙正常与故障状况,采集不同转速时不同气门间隙下发动机表面的振动信号.用db4小波对这些振动信号进行分解,重点分析了发动机排气门落座的冲击信号即D3层信号.分析结果表明：db4小波适合于发动机振动信号分析;发动机气门间隙的变化会引起振动能量的变化,气门落座冲击产生的能量占总能量的比例也会发生很大变化.根据测量不同转速时的能量分布结果和能量比数值,可以判断出当前气门间隙的工作状态,实现发动机在不解体情况下的状态检测.     

机械设计中基于有限元方法的模态分析

根据模态分析在机械设计中的作用,结合某产品设计实例,通过阐述模态分析有限元模型的建立过程,重点介绍了利用有限元进行模态分析的方法。并采用ANSYS程序对该产品进行了模态分析,由此判定了它的动力学薄弱部位。     

增压汽油机曲轴疲劳强度优化设计

针对在某1.4L发动机基础上开发1.4L增压发动机需要更高强度曲轴的问题,对原机型曲轴进行了优化设计以满足增压发动机设计需求.在材料方面用更高强度的锻钢代替了球墨铸铁;在工艺方面将曲轴圆角滚压压力由6000N提高到了7000 N;在结构方面优化了曲轴平衡重结构,达到了减重增强的效果,使优化后曲轴重量比原曲轴轻了0.04 kg.基于GME L-6C-1试验标准,通过曲轴弯曲疲劳试验的对比验证,优化后曲轴疲劳强度从645 N·m提高到801 N·m,提高了24％.研究结果表明,优化设计后的曲轴完全满足1.4L增压发动机的要求.     

Analysis of engine vibration and design of an applicable diagnosing approach

Impact excitations, time-varying transfer properties and non-stationary random response are typical characteristics of the reciprocating engine vibration. These characteristics of the engine vibration make its dynamic analysis and signature extraction much more difficult than that of the rotational machinery. Focused on this problem, this paper summarizes a thorough investigation into it from theoretical analysis to an applicable diagnosing approach design, as well as experimental verification. Firstly, the impact excitations inside the engine are reasonably analyzed and classified. Based upon this, an analytic model of the non-stationary engine vibration considering its time-varying transfer properties is developed and discussed in details on its time domain and time-frequency domain characteristics. Directed by these discussions, an applicable signature extracting and diagnosing approach is designed. This includes the software-based synchronization for pretreatment of the non-stationary vibration signal, wavelet packet based multi-band filtering techniques for signature extraction of the impact excitations, as well as the auto-regressive model based pseudo-Wigner-Ville distribution for an integrated time-frequency signature extraction of the engine vibration. These methodologies are successfully used in the practical diagnosis of the 6190Z_LC diesel engine.