某型號(hào)復(fù)合材料氣瓶組件設(shè)計(jì)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(jì)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(yán)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(duì)復(fù)合材料氣瓶組合故障特別是漏氣故障進(jìn)行分析改進(jìn)具有重要的實(shí)際意義。本文針對(duì)某型號(hào)研制階段復(fù)合材料氣瓶組合振動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的漏氣故障問(wèn)題，對(duì)氣瓶組合進(jìn)行了分析和改進(jìn)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)對(duì)復(fù)合材料瓶體和

2、電爆活門進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并計(jì)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(yàn)工藝性三個(gè)方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了分析和討論。
　　(2)針對(duì)某型號(hào)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(wèn)題，通過(guò)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(jì)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(qiáng)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(duì)其進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析和隨機(jī)振動(dòng)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(gè)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(duì)改進(jìn)后的復(fù)合材料氣瓶組合進(jìn)行了真實(shí)自然環(huán)境和力學(xué)環(huán)境下的考核試