多瓣式堵盖的运动及散布规律分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多瓣式堵盖的运动及散布规律分析硕士研究生：赵明阳指导教师：郜冶教授学科、专业：航空宇航科学与技术论文主审人：顾璇副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多瓣式堵盖的运动及散布规律分析硕士研究生：赵明阳指导教师：郜冶教授学位级别：工学硕士学科、专业：航空宇航科学与技术所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年01月08日论文答辩日期：2018年03月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeof

2、M.EngResearchontheMovementandScatterofMulti-blockClosureCandidate:ZhaoMingyangSupervisor:Prof.GaoYeAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:AerospacescienceandtechnologyDateofSubmission:January8,2018DateofOralExamination:March11,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨

3、工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。

4、本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日多瓣式堵盖的运动及散布规律分析摘要喷管堵盖作为发动机储运防潮及工作状态下加速增压的重要部件，已在发动机中广泛应用。破盖过程的压力匹配问题，高速堵盖的运动散

5、布问题以及高冲击动能的堵盖造损问题等，都是采用喷管超压破盖技术亟待解决的问题。目前对于此类问题的研究大多集中于贮运发射箱的破盖过程，分析手段也以实验与工程经验为主，少数涉及此类问题的仿真分析，对于堵盖的接触分离过程也大都采用预留缝隙加约束力的简单处理方式，严重影响了分析的精度。针对喷管多瓣式组合堵盖的承压破碎及破碎块的运动散布问题，论文开发了基于流动控制方程与刚体动力学方程的流动运动一体化耦合算法，实现了混合网格更新、非定常流场计算和六自由度运动方程求解的动态过程，取得的主要成果如下：1、建立了堵盖运动的六自由度模型，采用流动控制方程与刚体动力学方程的松耦合求解方法

6、，获得了堵盖惯性坐标系下的质心平动及随体坐标系下绕质心的转动，并通过球体的自由落体运动及圆柱体的空中自由旋转运动验证了模型的准确性。2、开发了一种距离判断耦合多孔介质模型的缝隙处理方法（接触判断方法），在预留缝隙的基础上，通过添加人工阻力，实现缝隙位置的流动封闭，并通过整体式堵盖的分离运动过程，对比分析了预留缝隙方法及接触判断方法计算堵盖分离及运动规律的差异性，论证了缝隙处理的必要性。3、采用流动运动的松耦合策略，结合接触判断的缝隙处理方法，对圆环形组合堵盖的分离运动规律进行分析。研究堵盖静止及运动状态下各组合块间的接触力，获得其分离破碎的可能方式，并就各方式下破碎

7、块的受力运动情况进行瞬态分析，论证圆环形堵盖组合方案的可行性。4、在圆环形组合堵盖分析的基础上，对对心式组合堵盖的分离破碎过程及破碎块的运动散布规律进行研究。着重讨论组合块间的拉伸预紧力对实现堵盖提前破碎过程的影响，并就轴向接触力达到N1=68000N的分离预紧力标准的分离破碎方案进行分析，研究破碎块的运动散布规律及过程中发生碰撞的可能性，通过对碰撞过程的分析，为载机结构的合理布局及强度设计提供参考依据。关键词：接触分离；喷管堵盖；流固耦合；接触判断方法；六自由度运动哈尔滨工程大学硕士学位论文多瓣式堵盖的运动及散布规律分析ABSTRACTAsanim