一種輸送管載荷分析方法
【專利摘要】一種輸送管載荷分析方法，本發(fā)明由任務(wù)剖面劃分、輸送管結(jié)構(gòu)剖分、輸送管前段和后段載荷計算、輸送管前段和后段對接處載荷計算組成，首先將輸送管任務(wù)剖面劃分為裝配、氣檢、燃料加注、射前增壓、飛行五個工況，將輸送管結(jié)構(gòu)剖分為前段、后段，對輸送管施加各工況下的內(nèi)壓和補償位移，根據(jù)輸送管中波紋管的剛度計算輸送管載荷，所述的載荷包括軸向力、徑向力和彎矩。
【專利說明】一種輸送管載荷分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸送管載荷分析方法，特別是涉及一種適用于輸送管的載荷分析技術(shù)，屬于運載火箭力學(xué)環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在研火箭推力的提升往往意味著輸送管路內(nèi)徑及工作壓力均較常規(guī)型號增大，最直接的影響是輸送管對接口處，如貯箱底、發(fā)動機的載荷將按平方關(guān)系提升，反之管路也將受到反作用力，因此在貯箱、發(fā)動機及管路設(shè)計時，載荷已成為關(guān)鍵輸入條件，必須根據(jù)載荷進行設(shè)計校核，否則載荷比較大時，很可能導(dǎo)致貯箱、發(fā)動機及管路破壞或者密封失效。
[0003]輸送管載荷計算時的典型問題是:管路內(nèi)具有內(nèi)壓載荷及位移載荷時，管路兩端所具有的支反力分別是多少？目前為了回答這一問題，需要借助有限元軟件進行數(shù)值計算，由于管路一般具有波紋管等補償元件，有限元建模及計算費時費力，因此需要一種簡潔有效的分析方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種輸送管的載荷分析方法，本方法通過輸送管載荷分析，提高了載荷設(shè)計分析的效率，進而避免了貯箱、發(fā)動機及管路破壞或者密封失效。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0006]—種適用于輸送管的載荷分析方法，輸送管由液氧箱后底，穿過煤油箱后與發(fā)動機連接，在煤油箱后底處固定連接；包括步驟如下:
[0007](I)將輸送管按照任務(wù)剖面劃分為不同的工況，所述的工況包括裝配工況、氣檢工況、加注工況、射前增壓工況、飛行工況；
[0008](2)根據(jù)輸送管與忙箱的連接方式將輸送管劃分為輸送管前段和輸送管后段；液氧箱后底到煤油箱后底為輸送管前段；煤油箱后底到發(fā)動機為輸送管后段；
[0009](3)對輸送管施加步驟(I)中各工況下的內(nèi)壓和補償位移，并分別計算輸送管前段載荷和輸送管后段載荷，所述的載荷包括軸向力、徑向力和彎矩；
[0010](4)根據(jù)步驟(3)中計算得到的各工況下輸送管前段和后段載荷計算出各工況下輸送管前段和輸送管后段對接處載荷。
[0011]所述的輸送管內(nèi)部含有波紋管。
[0012]所述的軸向力包括輸送管前段對氧箱后底法蘭軸向力、輸送管后段對煤油箱后底法蘭軸向力和輸送管后段對發(fā)動機氧泵端軸向力；所述的徑向力包括輸送管前段對氧箱后底法蘭徑向力、輸送管后段對煤油箱后底法蘭徑向力和輸送管后段對發(fā)動機氧泵端徑向力；所述彎矩包括輸送管前段對氧箱后底法蘭彎矩、輸送管后段對煤油箱后底法蘭彎矩和輸送管后段對發(fā)動機氧泵端彎矩。
[0013]所述步驟(3)中輸送管前段載荷計算包括如下步驟:[0014](a)輸送管前段對氧箱后底法蘭軸向力Fxq滿足:
[0015]Fxq=Flq-F2q
[0016]其中，F(xiàn)lq輸送管前段波紋管受內(nèi)壓所產(chǎn)生的軸向推力
【權(quán)利要求】
1.一種輸送管載荷分析方法，其特征在于步驟如下: (1)將輸送管按照任務(wù)剖面劃分為不同的工況，所述的工況包括裝配工況、氣檢工況、加注工況、射前增壓工況、飛行工況； (2)根據(jù)輸送管與忙箱的連接方式將輸送管劃分為輸送管前段和輸送管后段；液氧箱后底到煤油箱后底為輸送管前段；煤油箱后底到發(fā)動機為輸送管后段； (3)對輸送管施加步驟(1)中各工況下的內(nèi)壓和補償位移，并分別計算輸送管前段載荷和輸送管后段載荷，所述的載荷包括軸向力、徑向力和彎矩； (4)根據(jù)步驟(3)中計算得到的各工況下輸送管前段和后段載荷計算出各工況下輸送管前段和輸送管后段對接處載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸送管載荷分析方法，其特征在于:所述的輸送管內(nèi)部含有波紋管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸送管載荷分析方法，其特征在于:所述的軸向力包括輸送管前段對氧箱后底法蘭軸向力、輸送管后段對煤油箱后底法蘭軸向力和輸送管后段對發(fā)動機端軸向力；所述的徑向力包括輸送管前段對氧箱后底法蘭徑向力、輸送管后段對煤油箱后底法蘭徑向力和輸送管后段對發(fā)動機端徑向力；所述彎矩包括輸送管前段對氧箱后底法蘭彎矩、輸送管后段對煤油箱后底法蘭彎矩和輸送管后段對發(fā)動機端彎矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸送管載荷分析方法，其特征在于:所述步驟(3)中輸送管前段載荷計算包括如下步驟: Ca)輸送管前段對氧箱后底法蘭軸向力Fxq滿足:
Fxq=FirF2q 其中，F(xiàn)lq輸送管前段波紋管受內(nèi)壓所產(chǎn)生的軸向推力
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸送管載荷分析方法，其特征在于:所步驟(3)中輸送管后段載荷計算包括如下步驟: Ca)輸送管后段對煤油箱后底法蘭軸向力Fxh滿足:Fxh= (Fih-F2h) 其中:Flh為輸送管后段波紋管受內(nèi)壓所產(chǎn)生的軸向推力
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸送管載荷分析方法，其特征在于:所步驟(4)中輸送管前段和后段對接處載荷計算方法如下: 輸送管前段和后段對接處載荷，即指輸送管對煤油箱后底處載荷滿足:FX=FXH-FXQ .
【文檔編號】G06F17/50GK103678879SQ201310577144
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】唐文, 許光, 賀啟林, 劉春生, 歐陽芙, 周浩洋 申請人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院