| 滑动索膜结构超压气球设计与形状修正 |
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| 引用本文： | 黄继平,赵海涛,吴家喜,陈吉安. 滑动索膜结构超压气球设计与形状修正[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2020, 52(4): 127-134. DOI: 10.11918/201810115 |
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| 作者姓名： | 黄继平 赵海涛 吴家喜 陈吉安 |
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| 作者单位： | 上海交通大学航空航天学院,上海200240,上海交通大学航空航天学院,上海200240,上海交通大学航空航天学院,上海200240;昆明船舶设备研究试验中心,昆明650051,上海交通大学航空航天学院,上海200240 |
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| 摘 要： | 在探空科学超压气球设计时,通过在囊体表面布设加强筋的方式,可有效提高超压气球的抗压能力. 为解决带有加强筋的超压气球在高“纬度”位置处膜面与加强筋的纵向应变差值较大问题,提出了一种滑动索膜结构超压气球的设计方案.该方案采用与囊体相对滑动的绳索代替与囊体固连的加强筋,更有利膜面应力传递.为了使囊体上应力沿环向分布更均匀,先在理论上进行了索膜结构膜面平衡形状分析,再根据分析中囊体膜面经、纬向曲率半径值与气球抗压能力的关系,采用一种对单幅囊体截面曲线进行椭圆修正的方法设计滑动索膜结构超压气球囊体.最后,以16幅膜面、直径为4 m的正球形超压气球为例,用有限元软件Abaqus建立了浮空状态超压气球的有限元模型对设计外形及修正外形进行验证,并分析了摩擦系数对索、膜匹配性的影响. 结果表明:按该方案设计,气球承压极限值在一定范围内随在赤道截面绳索径向收紧量dl的增大而增大；且经过修正设计后的超压气球,膜面应力分布更均匀,能承更高超压量；另外,索、膜间摩擦系数仅仅在较小值范围内会影响气球受力分布,其值的减小能相应降低绳索应力.
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| 关 键 词： | 超压气球 加强筋 滑动索膜 修正设计 超压性能 |
| 收稿时间： | 2018-10-23 |
Design and shape correction of super-pressure balloon with sliding cable membrane structure |
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| HUANG Jiping,ZHAO Haitao,WU Jiaxi,CHEN Ji'an. Design and shape correction of super-pressure balloon with sliding cable membrane structure[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2020, 52(4): 127-134. DOI: 10.11918/201810115 |
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| Authors: | HUANG Jiping ZHAO Haitao WU Jiaxi CHEN Ji'an |
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| Affiliation: | School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China,School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China,School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China ;Kunming Ship Equipment Research and Experiment Center, Kunming 650051, China and School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | super-pressure balloon reinforcement tendon sliding cable membrane modified design super-pressure performance |
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