热密封结构弹性元件力学性能分析与设计

发布时间：2024-03-05 05:54

　　高超声速飞行器穿越大气层再入过程中,缝隙处会出现高速气流从而产生气动加热现象,因此需要对机身特殊缝隙处进行动密封热防护。在动密封领域的研究上,美国NASA的GRC研究中心起步较早,国内在该领域研究起步较晚,近年来,动密封结构也日益成为研究热点,并取得了一定的研究成果。但对于动密封结构中常见的回弹力研究主要集中在对试验与数值模拟进行的定性规律总结上,尚未研究提出弹性元件结构设计的定量理论依据。针对工程实际中对预测动密封结构的力学性能的需求,本文对航天器动密封结构中常见的弹性元件进行了研究。通过模型简化并采用等效原理初步建立了弹性元件受压回弹力的理论模型。依据初步建立的理论模型中的各关键参数,采用控制变量法建立不同的有限元模型,并进行压缩模拟,模拟结果用于验证理论模型的定性规律及修正理论模型中由于模型简化出现的不合理部分,从而得到误差较小的理论模型。由修正后的理论模型可得到弹性元件回弹力与各关键参数的定量关系。解决了该型弹性元件的回弹力预测问题。通过理论模型可较准确的预测不同结构参数类型的弹性元件的回弹力以及设计具有特定回弹力要求的弹性元件的具体结构参数值。本文通过对弹性元件在不同工况载荷...

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图1-1航天飞机和X-38飞行器

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-1航天飞机和X-38飞行器图1-2典型热密封部位分布图表1-1典型热密封部位分布部位分布机身TPS机头锥/翼前缘；隔热瓦缝隙/接缝；引擎/机身接口机身开口部位起落架舱门；货舱门；有效载荷舱门；机组检修门；座舱罩控制面舵/升降副翼/襟翼；舵....

图1-2典型热密封部位分布图

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图1-4陶瓷片式热密封结构示意图[7]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-图1-4陶瓷片式热密封结构示意图[7]这种结构形式的主体分为陶瓷片和弹簧，其中陶瓷片具有耐高温的性质，其使用温度可达1300℃，栅板结构在预紧弹簧的作用下，按照侧壁的变形通过栅板间的相对滑动来调整以达到与侧壁良好的贴合的目的。这种密封结构在存在....

图1-6栅板式陶瓷层叠薄片密封件示意图[9]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-6-图1-5紧靠控制面的带有层叠薄片密封件[7]图1-6栅板式陶瓷层叠薄片密封件示意图[9]1.2.1.2纤维编织绳状高温热密封结构发展现状栅板式陶瓷片结构主要用于发动机的密封，由于陶瓷片质地较脆且结构整体对空间要求较大，很难以应用到大曲率的拐角处....

本文编号：3919787