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1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/294648187FiniteelementanalysisofmetallicthermalprotectionsystemsdesignArticle·September2006CITATIONSREADS9163authors,including:WeihuaXieBomingZhangHarbinInstit
2、uteofTechnologyBeihangUniversity(BUAA)57PUBLICATIONS124CITATIONS153PUBLICATIONS776CITATIONSSEEPROFILESEEPROFILEAllcontentfollowingthispagewasuploadedbyBomingZhangon23July2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.第27卷第5期航空学报Vol.27No.52006年9月ACTAAE
3、RONAUTICAETASTRONAUTICASINICASept.2006文章编号:1000-6893(2006)05-0897-06金属热防护系统设计的有限元分析解维华,张博明,杜善义(哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,黑龙江哈尔滨150006)FiniteElementAnalysisofMetallicThermalProtectionSystemsDesignXIEWei-hua,ZHANGBo-ming,DUShan-yi(CenterforCompositeMaterial,HarbinInsti
4、tuteofTechnology,Harbin150006,China)摘要:对可重复使用运载飞行器金属热防护系统进行了有限元分析,计算发现超耐热合金防热结构中下层蜂窝夹芯板的存在会增加结构的质量,但是并不会提高绝热性能,因此改进型防热系统取代了超耐热合金防热系统。比较分析了板间缝隙宽度和辐射率对防热结构底部最大温度的影响,表明减小板间缝隙是消除缝隙辐射的最好办法。分析了模拟条件对热防护系统尺寸设计的影响:初始温度为0℃时比为40℃时最大可以减少17%的厚度和7.7%的质量;考虑热损失厚度最小可以降低26%,质量
5、最小可以降低7%。关键词:TPS;有限元分析;缝隙辐射;结构热损失;初始温度中图分类号:V214.8文献标识码:AAbstract:ThefiniteelementanalysisofthemetallicThermalProtectionSystems(TPS)forReusableLaunchVehiclesiscompleted,anditisfoundthattheexistingoflowerhoneycombsandwichofsuperalloymetallicTPSconceptwillincre
6、asetheTPSmass,butwillnotimprovetheinsulationability.SowiththedevelopmentofmetallicTPS,thesuperalloyhoneycombmetallicTPSconceptisreplacedbytheimprovedmetallicTPScon-cept.Howmuchthedifferentgapwidthsandemittancesinfluencethemaximumstructuretemperatureisana-lyze
7、dandcompared,anditisfoundthatthebestsolutionforeffectivelylimitinggapradiationistodesignTPSconceptstoeliminatethepanel-to-panelgap.TheeffectsofseveralmodelingissuesonTPSsizingareanalyzed,andachangeininitialtemperaturefrom40℃to0℃producesthedecreasesof7.7%inTPS
8、massand17%inthickness.Consideringstructureheatlossresultsinthedecreaseof7%inTPSmassand26%inthickness.Keywords:thermalprotectionsystem(TPS);finiteelementanalysis;gapradiation;structuralhea
