某车载油箱在随机振动环境下的疲劳寿命研究

目的 针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法 首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration (DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果 该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论 建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。     

Monel K-500合金在人造海水中的点蚀特征的研究

目的 研究Monel K-500合金在海水环境中的点蚀特征。方法 采用扫描振动电极技术(SVET)中的恒电流模式,研究Monel K-500合金点蚀的萌生及生长过程,通过扫描电镜(SEM)表征点蚀区域的形貌特征。结果 SVET结果显示,负电位会从点蚀中心位置向其边界区域转移,且更负的大阳极区能够吞并电位高的小阳极区。SEM结果显示,点蚀附近会发生TiC表面腐蚀产物的堆积、TiC周围基体的溶解及TiC的脱落。结论 钝化膜具有优异的自我修复能力,这是点蚀扩展缓慢的主要原因,且Monel K-500合金能够通过相互吞并、贯通的方式生长。Monel K-500合金点蚀的萌生主要与TiC的析出有关,可通过成分及工艺的优化来控制TiC的数量及分布,进一步提高合金的耐点蚀性能。     

渤海某油田注水井筛管失效测试及原因分析

目的 对注水井防砂筛管失效进行原因分析,解决注水井防砂问题。方法 针对渤海某油田注水井的防砂筛管失效问题,打捞失效筛管,并对破损区取样,通过损伤部位宏观和微观形貌、关键区域EDS能谱成分测量及室内模拟测试与计算分析等手段,综合分析各部位的损伤特征及规律。结果 宏观和微观形貌分析结果表明,损伤区域呈现明显的冲蚀损坏特征,测试与计算结果得出损伤速率为1.299 mm/a,寿命预测约为0.35 a(4.2个月),与现场实际比较吻合。结论 地层砂在筛管外堆积,造成筛管堵塞,形成高压差,高速注入水冲击筛管外的堆积砂,形成含砂流体在筛管外表面附近区域的紊流,对筛管局部反向冲击形成含砂流体冲刷腐蚀,从而造成局部冲蚀破坏穿孔。为有效解决冲蚀损伤问题,建议后续采取砾石充填防砂方式。     

高硅铬铁高压直流接地极腐蚀监测技术与焦炭层填充试验研究

目的 掌握高压直流接地极服役过程中的运行参数及腐蚀状况,包括接地极运行时周边土壤温湿度和馈电元件的腐蚀速率与腐蚀总量等。方法 采用精密电阻探针腐蚀监测技术以及失重法,对比研究加和不加焦炭填包料的高硅铬铁直流接地极在强直流试验过程中,土壤温升与接地极腐蚀情况。结果 基于电阻探针技术,可以准确测量通电过程中馈电元件的腐蚀总量和腐蚀速率。相反,受电化学极化原理限制,电化学监测技术难以对通电状态下的馈电元件腐蚀进行测量。结论 填充的焦炭包覆层能有效延缓高硅铬铁直流腐蚀,使腐蚀速率下降96%。这主要归功于高硅铬铁表面包覆焦炭层后,电解反应从高硅铬铁/土壤层界面过渡到焦炭层/土壤界面,因而对高硅铬铁起到较好的保护作用。     

电传飞机典型异常振动的诊断与处置技术研究

目的 对电传飞机典型的异常振动问题进行研究,形成电传飞机异常振动的诊断和处置技术。方法 首先对气动伺服弹性问题的基本原理和气动伺服弹性失稳可能引发的危害进行简要的介绍。然后对某电传飞机试飞过程中出现的异常振动现象进行详细描述,通过不同类型数据的对比分析,对该异常振动问题进行准确定位和诊断,进而给出相应的应对措施。最后通过正式的飞行试验对处置措施的准确性进行验证。结果 经过对异常振动问题的处理与分析,明确了该异常振动发生的根本原因,通过处置措施的有效落实,已顺利完成该型机的颤振/ASE飞行试验工作。结论 通过本文的异常振动处置方法的研究,为以后类似问题的准确诊断和处置提供了有益的参考和借鉴。     

基于发射环境炮–弹–引耦合仿真的中大口径加榴炮机械触发引信失效分析

目的 研究高动态发射环境中大口径加榴炮机械触发引信及其内部典型机构的响应特性和底层失效原因。方法 建立炮–弹–引耦合数值模型,开展0号装药、1号装药、0.4''装填角和身管中等程度磨损等4种工况下的动力学仿真,对比不同工况下引信典型部位的响应特性。结果 装药量和火炮身管磨损量是引信典型部位载荷响应的主要影响因素,身管磨损量是弹丸出炮口姿态角的主要影响因素。身管中期磨损条件下,引信夹板部位膛内径向过载响应峰值达2 498.4g,为初始状态的6.1倍;回转体轴响应峰值达4 296.1g,为初始状态的1.5倍;弹丸出炮口俯仰角达0.4°,为初始状态的4.4倍。试验验证结果表明,典型特征参量的仿真模拟误差不大于5%。结论 弹丸发射过程中,远离弹轴的引信安全系统轴类零件会承受更大的轴向载荷冲击和径向多维度载荷冲击,更容易导致与夹板配合的轴孔结合处发生失效。火炮身管磨损会导致榴弹配用引信在内弹道和出炮口承受更高的径向过载,以更大的姿态角进入外弹道飞行,是中大口径加榴炮机械触发引信外弹道飞行章动角增大的主要因素之一。     

基于不确定性拔销器的机构运动可靠性分析

目的 实现拔销器可靠性的定量分析和高效精确评估,研究拔销器工作过程中随机变量对可靠性的影响,提出一种基于不确定性的拔销器机构运动可靠性建模与分析方法。方法 首先,基于应力–强度模型和拔销器的机构运动失效模式,建立极限状态方程;然后,综合考虑工作过程中不确定性因素的影响,采用基于Kriging代理模型逼近极限状态方程的机构运动可靠性分析方法,对拔销器的机构运动进行高效可靠性分析;最后,对拔销器机构运动中的随机变量进行可靠性灵敏度分析,确定随机变量对拔销器的机构运动的可靠性影响程度,为优化设计提供方向。结果 拔销器机构运动的可靠度均大于0.999 9,达到设计要求。影响拔销器活塞启动可靠性最大的是剪切销直径d,其次是A、f、ρ等,影响活塞运动可靠性最大的是A,其次是f、ρ。结论 该方法能够准确描述不确定性因素对拔销器机构运动的影响,提升机构运动可靠性定量分析的精度和效率,为拔销器的精细化设计提供了理论支撑。     

用于直升机舱内降噪的主减支撑吸振技术研究

目的 通过控制主减速器结构声,进一步实现直升机舱内降噪。方法 在主减支撑结构上进行吸振设计,从根源上抑制齿轮振动向机身传播。基于某直升机,利用传递矩阵法,建立支撑结构/吸振器的动力学模型,进一步结合有限元法建立支撑结构/舱段结构/声场的声振耦合系统动力学模型,验证该技术的中高频减振和降噪性能。在此基础上,分析吸振频率、质量和阻尼对支撑结构振动传递特性的影响规律。根据某直升机的降噪需求,设计得到一组满足需求的样例参数,并开展声振耦合仿真分析。结果 在主减支撑结构上附加总质量为4 kg的吸振器结构,即可实现舱内目标频率降噪超过35 dB。结论 主减支撑结构吸振设计可有效控制舱内中高频主减结构声。     

基于应力分析法的士兵系统电子器件可靠性研究

目的 提高士兵系统元器件可靠性,提出一种可应用于士兵系统电子装备可靠性设计的方法。方法 以士兵某探测器设计过程为研究对象,依据军用电子元器件标准和规范对2种可靠性保证要求表征方法进行分析,采用应力分析法针对士兵电子器件进行可靠性设计。结果 该探测器的MTBF值为90 345.56 h,达到了该设备基本可靠性要求。当产品工作到2 a时,探测器任务可靠度为0.833,达到了该设备任务可靠性要求。结论 提出的方法可为士兵系统电子装备可靠性设计提供技术支撑。     

一种考虑环境因素的自动步枪可靠性分析方法

目的 分析环境因素对于自动步枪系统可靠性的影响。方法 首先介绍贝叶斯网络理论,然后将自动步枪系统可靠性建模划分为刚性抛壳机构和弹匣供弹机构两大模块。在此基础上,从设计制造、使用因素和环境因素3个方面进行故障树建模。将故障树转化为贝叶斯模型后,基于给出的底事件失效概率和引入的环境影响因子,计算考虑环境因素带来的共因失效效应时自动步枪系统的可靠度。结果 从系统层面来看,环境因素的影响会使系统的可靠度下降8.1%。结论 在进行自动步枪的系统可靠性分析时,考虑由环境因素带来的共因失效效应更为符合实际情况,不考虑共因失效效应时,往往会高估子系统的可靠度。