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公路运输振动环境下发动机粘接界面 受载情况分析

2021-10-13徐伯起卢明章李高春李金飞王玉峰

装备环境工程 2021年9期
关键词:模态界面发动机

徐伯起,卢明章,李高春,李金飞,王玉峰

(1.海军航空大学 岸防兵学院,山东 烟台 264001; 2.中国人民解放军91049部队,山东 青岛 266102)

固体火箭发动机广泛应用于海军各种型号的导弹中。目前研究表明,推进剂与衬层粘接界面的粘接破坏是固体发动机结构完整性破坏的关键形式之一。纵观导弹全寿命环境[1],运输阶段的载荷环境极其恶劣。相较于艇载运输过程[2]的振动加速度幅值(≤0.4 m/s2),铁路及舰载运输[3]条件下基本稳定在–0.5 m/s2~0.5 m/s2,公路运输过程中受到的振动载荷更大,并且公路运输会路经荒山、沿海等复杂地形,导弹所受振动载荷会更加复杂。为了保证导弹运输过程中的安全稳定,对公路运输中粘接界面受载情况进行分析意义重大。

目前研究人员对于振动载荷分析主要从时域和频域两方面进行[4-6],大多基于相关标准进行仿真分析来研究载荷。刘铁[7]通过进行仿真计算导弹运输车,获得不同路况和运输车速时的振动响应情况。李恩奇[8]利用MSC.NASTRAN有限元软件,得到了固体火箭发动机药柱的固有频率、相应的振型、各阶模态损耗因子和频率响应曲线,以及随机振动响应均方根值和功率谱密度曲线。针对粘接界面处受载情况,Herb Chelner[9]和张波[10]等通过在粘接界面处设置传感器研究其受载情况。

基于上述研究,文中利用加速度传感器对导弹公路运输振动载荷进行测量,完成加速度数据的统计分析和PSD的计算。利用有限元软件构建发动机全尺寸模型,通过瞬态模态分析和随机响应分析研究结构的振动响应,输入实测加速度数据模拟发动机实际振动过程,获得粘接界面处所受应力情况,为运输过程中发动机可靠性评估提供数据基础。……

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