爆炸螺栓分离对热防护系统冲击响应分析

目的考察在爆炸螺栓分离过程中,作用在TPS(热防护系统)上的冲击响应是否会导致其破坏,从而影响航天器飞行安全,对过程进行数值仿真分析。方法提出四阶段仿真方案,基于MSC.Dytran软件,采用流固耦合方法对爆炸螺栓分离过程进行动力学仿真;根据单个爆炸螺栓地面分离试验的结构进行建模和分析,获取结构响应曲线;再根据实测的冲击响应数据,对爆炸过程中炸药及JWL方程的参数等设置进行调整,获取准确爆炸螺栓的分析模型;最后应用于对真实结构中TPS(热防护系统)在分离过程里受爆炸螺栓冲击响应的动力学分析与评估。结果通过参数调整,获得的仿真模型与爆炸螺栓地面分离试验实测结果一致,证明了仿真模型的有效性和四阶段仿真方案的可行性。结论提取的真实结构爆炸螺栓分离过程中作用在TPS(热防护结构)上的最大加速度响应曲线,可用于指导TPS(热防护系统)的设计。     

空空导弹爆炸分离冲击试验分析

目的获取某型空空导弹爆炸分离冲击试验的条件及方法。方法针对爆炸分离冲击环境高频响、高量级、短时间等特性,分析获取爆炸分离冲击信号的方法,以及相应的冲击响应谱、归纳数据处理方法。结果通过测试得到某型空空导弹的爆炸分离数据,进行了冲击响应谱和归纳分析,得到了不同测点位置爆炸分离冲击的特性。结论形成了一种适用于空空导弹的合理、易实施的爆炸分离冲击试验条件及试验方法。     

垂尾方向舵悬挂点螺栓断裂分析及改进

目的 分析某型飞机在使用中其方向舵第4悬挂点连接螺栓出现不同程度断裂损伤的原因,并进行设计改进。方法 从宏观和微观2个方面研究螺栓的断口形貌和特征,对螺栓材料进行金相组织分析和力学性能测试,与同类型飞机相同位置螺栓的结构和功能进行对比分析。结果 螺栓断口边缘无明显的腐蚀和氧化特征,无有害的夹杂物和磷化物,硬度及拉伸强度符合材料力学性能要求。该型飞机方向舵第4悬挂点连接螺栓的结构较同类型飞机相同位置的螺栓结构应力集中更加明显,材料强度更低,存在设计缺陷。结论 连接螺栓断裂性质为疲劳断裂,螺栓受到异常的拉伸和弯曲循环载荷作用是导致其疲劳断裂的主要原因。基于裂纹原因及性能对比分析提出的设计改进方案,在螺栓选材、强度、刚度和耐久性等方面符合飞机结构设计规范,经验证,满足飞机装配技术要求,实践表明,能够确保飞机寿命期的安全使用。     

易燃易爆场所防静电服特性研究

通过工作服布料以及工作服的两组静电燃爆对比实验,结合人体静电放电引燃机理,分析危险爆炸场所人体静电的危害性和穿着合格防静电服的重要性,并给出相应的防静电服检测方法。     

催化裂化再生器内取热管爆炸原因分析

针对炼油厂催化裂化装置再生器分离热管式内取热系统三次运行中热管失效及爆炸事故原因 ,通过分析计算 ,认为爆炸主要是由于热管系统水达到临界状态 ,瞬间气化形成的巨大压力而引起热系统薄弱部位的破坏。对今后进行类似分离热管式内取热系统试验提出了设想     

用于环境适应性验证的高加速应力试验

对于一些高健壮水平的信息化电子设备,由于产品环境裕度很大,采用常规环境模拟试验技术很难验证出产品的环境适应性水平,也无法知道产品的环境健壮裕度。基于此,提出了一种高效率的用于环境适应性验证的加速应力试验技术,将当前环境适应性试验＂通过或不通过＂的符合性验证现状,发展到装备环境适应性水平的定量评估层次,来验证产品的环境裕度。从用于环境适应性验证的加速应力试验的理论出发,阐述加速应力试验的依据、前提、应力种类、方案设计等几方面内容,力争为改变我国在装备研制中根据标准和规范确定产品环境试验项目、试验条件的被动状态提供一点解决思路。     

航空发动机成附件橡胶件的“积木式”试验设计

在飞机结构"积木式"试验的基础上,提出了针对航空发动机成附件橡胶件元件级、模拟件级、工装级和系统级试样的四级"积木式"试验.明确了各级试验的试验对象、主要任务、试验目的和基本试验思路.提出了在系统级试验的开展中,保证橡胶件的结构状态、安装状态与实际工作情况一致的方法,以及"工况谱"编制的主要内容.将"积木式"试验流程应用到橡胶材料中,为新型航空发动机成附件橡胶件的设计研制提供帮助.     

环氧氯丙烷工艺中分离罐气相出口的燃爆危险性分析

环氧氯丙烷生产工艺中双氧水分解产生的氧气与含氯丙烯、环氧氯丙烷、甲醇的可燃气体混合存在燃爆危险,为预防燃爆发生,利用5L爆炸极限测试仪测定分离罐气相出口可燃气在不同氧气浓度条件下的爆炸极限,并以此绘制爆炸极限三元图,得到不同工况条件下"可燃气-氧气-氮气"混合体系的燃爆区域。结果表明:随着氧气浓度的升高,可燃气爆炸上限明显提高,但爆炸下限变化不明显;随温度上升,气相出口组分发生变化,LOC值逐渐降低;正常冷却条件下极限氧含量为12%,冷却效果差时为10%,冷却失效时为9.3%;设置氧浓度报警时参考最小LOC值,留出裕度空间,控制体系氧含量小于5%有助于预防燃爆发生。     

人体静电作用下桥丝火工品发火概率计算

应用有限元方法,通过算例模拟了桥丝式电火工品（EED）静电发火的三维温度场,并采取统计方法估算了火工品临界发火温度;结合可靠性理论应力一强度模型,采用蒙特卡罗方法,计算了EED在人体静电作用下的发火概率;最后分析了各因素对火工品发火概率的影响。结果表明,人体静电电压是影响桥丝式EED发火概率的最主要因素,EED在人体静电作用下的发火概率高达17．1％。     

跌落/撞击载荷下装药结构的安全性评估方法

目的 提出装药结构在跌落/撞击事故条件下安全性的定量评估方法.方法 针对装药结构跌落/撞击条件下含能部件非冲击点火存在的不确定性大、缺乏可供工程应用的点火判据等问题,采用基于数理统计思想的定量评估思路,建立"3类试验+1种方法"的安全性评估体系,并提出试验设计、方法选取和评估实施的方法及要求,可供工程应用.结果 采用该方法,开展了某装药结构跌落安全性的定量评估,通过标准试验探索获得了特定约束下的起爆阈值范围,通过设计并开展多发能包络整体级响应的构型试验,获得的实验数据可作为评估的样本数据.采用单侧置信下限方法进行了定量评估,获得了安全度为0.99999(置信度0.9)的定量评估结果.结论 该方法可实现对武器装备、航天发动机跌落/撞击条件下安全性的定量评估,但该方法仅适用于装药结构具有足够安全裕度的情况.     

金属飞片对EFI起爆能量的影响

目的降低EFI的发火能量,研究非金属飞片与金属飞片在EFI中的应用。方法采用飞片材料匹配的方法,并选择金属Al与金属Ti,开展金属飞片的设计与制备,得到Al-PI与Ti-PI的金属飞片以及金属飞片-爆炸桥箔metallic flyer,并开展发火摸底试验。结果在不额外对金属飞片进行绝缘处理的情况下,含有金属飞片的EFI均未发火;对金属飞片进行绝缘处理后,含有金属飞片的EFI均可靠发火。采用光子多普勒测速仪(PDV)进行的飞片速度测试结果表明,在充电电压为1200 V时,Ti-PI金属飞片的速度为3604 m/s,金属飞片-爆炸桥箔一体化换能元速度为2986m/s。结论同样的发火电压下,金属飞片-爆炸桥箔一体化换能元的金属飞片速度明显小于绝缘层较厚的金属飞片速度。     

飞机结构健康监控模拟加载试验系统的设计

设计了飞机结构健康监控模拟加载试验系统,包括加载平台系统、大应变测试精度试验验证模块和关键部位模拟试验模块,用于研究传感器敷设方法对测试精度的影响,为光纤传感技术在飞机结构监测中的应用研究提供技术基础和理论依据。     

硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件电偶腐蚀的防护作用研究

目的 研究YTF-3硬膜缓蚀剂对由TC4螺栓、不锈钢螺母、7050铝合金及TC4钛合金夹层板组成的组件电偶腐蚀的影响作用。方法 利用硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件和夹层板进行整体腐蚀防护处理,并通过盐雾加速腐蚀试验。将齿轮槽螺栓与无耳托板自锁螺母安装连接后,进行自然环境加速腐蚀试验,腐蚀后对螺栓螺母以及夹层板的腐蚀情况进行拍照检查,采用图像处理方式对腐蚀情况进行评价,并通过室温拉伸试验对钛合金螺栓腐蚀前后的力学性能情况进行对比分析。结果 经过腐蚀试验后,TC4螺栓和铝合金组件刷涂缓蚀剂区域比未刷涂缓蚀剂区域的平均腐蚀面积要小。不锈钢螺母与TC4钛合金组件刷涂缓蚀剂区域出现明显褶皱和破损现象。对比了试验前后钛合金螺栓的最大拉断载荷,发现降幅仅为0.5%。结论 铝合金夹层板会遭受电偶腐蚀,而YTF-3缓蚀剂可以有效隔绝腐蚀介质渗入固定间隙,大幅缓解电偶腐蚀,而钛合金螺栓在加速腐蚀试验中并未发生明显的腐蚀,并且力学性能无明显改变。     

风电场塔筒螺栓腐蚀分析

目的 分析风电场塔筒螺栓的腐蚀现状.方法 采用化学成分分析、金相分析、冲击性能测试、拉伸性能测试、硬度测试等方法对螺栓进行分析.结果 使用前后螺栓螺母垫圈的成分均符合标准.对使用前后的螺栓进行冲击、拉伸、硬度性能测试均符合安全要求.使用前后,螺栓金相为1～4级,符合国家标准.晶粒度测试显示,使用前为7.5～8.0级,使用后为8级.通过螺栓截面成分分析,锈层内渗入的氯离子促进了腐蚀的发生.结论 在役的螺栓满足安全使用要求;在恶劣的自然环境的综合作用下,螺栓发生了电化学腐蚀和缝隙腐蚀;最后对螺栓的使用及维护提出建议.     

高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。     

基于样品工作状态的爆炸性大气试验方法研究

目的验证并改进在爆炸性大气环境工作状态下的样品防爆能力。方法通过对一种特种环境试验"爆炸性大气试验"的应用背景介绍,划分与归纳处于工作状态中的受试样品在该试验过程中的工作特征,以GJB 150.13A《军用装备实验室环境试验方法第13部分:爆炸性大气》规定的程序I"在爆炸性大气中工作"作为试验标准,对其试验程序进行研究说明。结果通过实际案例对爆炸性大气试验过程进行了描述。结论爆炸性大气试验属于较少见的特种试验,缺乏普遍性试验程序,通过对该试验方法的研究可对我国环境工程领域特种试验实施方法提供理论依据和技术支撑。     

Experimental investigation,intelligent modeling and multi-characteristics optimization of dry WEDM process of Al–SiC metal matrix composite

Dry wire electrical discharge machining (WEDM) is an environmentally friendly modification of the oil WEDM process in which liquid dielectric is replaced by a gaseous medium. In the present work, parametric analysis has been fulfilled while dry WEDM of Al–SiC metal matrix composite. Experiments were designed and conducted based on L₂₇ Taguchi's orthogonal array to study the effect of pulse on time, pulse off time, gap voltage, discharge current, wire tension and wire feed on cutting velocity (CV) and surface roughness (SR). Firstly, a series of exploratory experiments has been conducted to identify appropriate gas and wire material based on the values of cutting velocity. After selection of best gas and best wire, they were used for later stage of experiments. Analysis of variances (ANOVA) has been performed to identify significant factors. In order to correlate relationship between process inputs and responses, an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been employed to predict the process characteristics based on experimental observation. At the end, an artificial bee colony (ABC) algorithm has been associated with ANFIS models to maximize CV and minimize SR, simultaneously. Then the optimal solutions that obtained through ANFIS-ABC technique have been compared with numbers of confirmatory experiments. Results indicated that oxygen gas and brass wire guarantee superior cutting velocity. Also, according to ANOVA, pulse on time and discharge current were found to have significant effect on CV and SR. In modeling of CV and SR by ANFIS, it was resulted that the proposed method has superiority in prediction of them in the ranges of factors beyond the training condition. Also, association of ANFIS with ABC can find the optimal combination of process parameters accurately according to the confirmatory experiments.