某型號復(fù)合材料氣瓶組件設(shè)計優(yōu)化及故障研究.pdf

1、復(fù)合材料高壓氣瓶是導(dǎo)彈和發(fā)射裝置等裝備的配套產(chǎn)品，是彈用氣路系統(tǒng)的主要組成部分，其設(shè)計要求具有極高的可靠性和安全性。漏氣是高壓氣瓶常發(fā)的嚴重故障之一，將直接導(dǎo)致飛行器行程縮短，甚至發(fā)生爆炸。因此，對復(fù)合材料氣瓶組合故障特別是漏氣故障進行分析改進具有重要的實際意義。本文針對某型號研制階段復(fù)合材料氣瓶組合振動試驗過程中發(fā)生的漏氣故障問題，對氣瓶組合進行了分析和改進，并進行了實驗驗證。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)對復(fù)合材料瓶體和

2、電爆活門進行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，并計算校核了其主要技術(shù)指標(biāo);從零件工藝性、裝配工藝性和試驗工藝性三個方面對產(chǎn)品進行了分析和討論。
　　(2)針對某型號復(fù)合材料高壓氣瓶組件電爆活門出氣管嘴根部出現(xiàn)的斷裂故障問題，通過排查和仿真分析，確定了主要的故障因素。
　　(3)利用Ansys軟件，建立了復(fù)合材料氣瓶組合的有限元模型，并計算分析了其在不同工況下，靜載條件下的位移和Mises應(yīng)力分布，結(jié)果表明，在不同工況參數(shù)下，整體結(jié)構(gòu)強度都符

3、合要求。
　　(4)利用上文建立的復(fù)合材料氣瓶組合有限元模型，對其進行了預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析和隨機振動分析。結(jié)果表明，接嘴在高頻段(1600～1900Hz)處振型較顯著;斷裂及管口處x、y和z方向最大位移主要集中在三個頻率段(400-600Hz、900-1200Hz和1700-1900Hz)，斷裂處和管口處最大Mises應(yīng)力均小于管道的屈服極限。
　　(5)最后，對改進后的復(fù)合材料氣瓶組合進行了真實自然環(huán)境和力學(xué)環(huán)境下的考核試