火箭发动机七机并联机架预应力模态分析及优化 被引量：2

1

作者 李斌 吕军 +4 位作者 曾耀祥 王檑 刘晖 张盛 崔苗 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期178-186,共9页

针对新一代载人运载火箭七台火箭发动机并联机架在大推力作用下的非线性振动问题,开展了七机并联传力机架的预应力模态分析及优化设计方法研究。以该研究为基础,发展了一种预应力条件下机架材料等效替换方法。在不改变结构传力路径的情... 针对新一代载人运载火箭七台火箭发动机并联机架在大推力作用下的非线性振动问题,开展了七机并联传力机架的预应力模态分析及优化设计方法研究。以该研究为基础,发展了一种预应力条件下机架材料等效替换方法。在不改变结构传力路径的情况下,通过结构预应力频率优化设计,能够有效降低机架材料物性参数改变所带来的低阶预应力频率误差,以此降低传力机架在动静联合试验时的试验成本。针对七机并联机架结构开展了钛合金和不锈钢材料等效替换,结果表明优化后的不锈钢机架相比原始的钛合金机架,刚度和动力学特性变化维持在合理变化范围之内,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 载人运载火箭 火箭发动机 预应力模态 频率优化

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仪器舱结构的能量有限元中频声振环境预示 被引量：6

2

作者 王怀志 于开平 +2 位作者 张宗强 曾耀祥 王旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期143-148,共6页

采用能量有限元分析(EFEA)法,建立某仪器舱结构的能量有限元模型,并对其进行了声振环境的预示。将EFEA与统计能量分析(SEA)及实验测试结果进行了比较,在一定的频域内,能量有限元方法得到了较好的预示结果,与预期结果相符。相对于传统SE... 采用能量有限元分析(EFEA)法,建立某仪器舱结构的能量有限元模型,并对其进行了声振环境的预示。将EFEA与统计能量分析(SEA)及实验测试结果进行了比较,在一定的频域内,能量有限元方法得到了较好的预示结果,与预期结果相符。相对于传统SEA方法,EFEA还可以得到响应的空间分布。该研究对仪器舱结构的EFEA建模及分析,为工程上对复杂结构声振环境预示提供了新的思路。 展开更多

关键词 能量有限元 统计能量 声振环境 仪器仓

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考虑载荷及强度不确定性的结构安全系数精细化设计方法

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作者 郝鹏 杨浩 +3 位作者 陈发鑫 曾耀祥 王明杰 王博 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期182-192,共11页

受制造加工以及服役环境影响,结构强度和所受载荷均存在较强不确定性。为保证结构安全,工程中常采用安全系数来抵御多源不确定性的影响。然而,现有安全系数设计方法大多基于工程经验或者简化理论模型,难以准确量化结构失效风险,致使结... 受制造加工以及服役环境影响,结构强度和所受载荷均存在较强不确定性。为保证结构安全,工程中常采用安全系数来抵御多源不确定性的影响。然而,现有安全系数设计方法大多基于工程经验或者简化理论模型,难以准确量化结构失效风险,致使结构设计过度冗余。因此,提出了一种面向载荷和强度不确定性的结构安全系数精细化设计方法,通过建立基于一阶可靠性方法的全局可靠度优化框架近似构建了失效概率与安全系数的区间映射关系。进一步,提出了基于单变量降维法的安全系数修正策略并通过构建关心域精细化Kriging模型,实现安全系数区间的高效、精准估计,有效平衡了结构轻量化与高可靠性的矛盾。数学算例和典型航天加筋筒壳算例验证了本方法的有效性和工程适用性。 展开更多

关键词 安全系数 可靠度优化 航天结构 区间估计

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运载火箭随机振动环境试验条件的变带宽设计方法 被引量：5

4

作者 姜人伟 曾耀祥 +1 位作者 潘忠文 李道奎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1-5,共5页

针对运载火箭随机振动环境试验条件提出了基于能量等效思想的变带宽设计方法,通过采用分数倍频程数据处理方法,并确保各个频带内的均方根值与原随机振动环境的均方根值相同,有效解决传统的等带宽随机振动环境试验条件总均方根过高的问... 针对运载火箭随机振动环境试验条件提出了基于能量等效思想的变带宽设计方法,通过采用分数倍频程数据处理方法,并确保各个频带内的均方根值与原随机振动环境的均方根值相同,有效解决传统的等带宽随机振动环境试验条件总均方根过高的问题。为了验证所提方法的有效性,通过典型管路产品进行了随机振动响应计算。结果表明,该方法既能够有效地对产品进行考核,又不至于对产品造成过考核。所提变带宽设计方法可为运载火箭随机振动环境条件的合理设计与分析提供有效手段。 展开更多

关键词 运载火箭 随机振动环境 环境试验条件 变带宽

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液体运载火箭液氧煤油并行加注适应性研究 被引量：5

5

作者 邵业涛 周宏 +5 位作者 晏政 张鹭 王铁岩 曾耀祥 马忠辉 钟文安 《宇航总体技术》 2022年第3期32-39,共8页

对国内外运载火箭推进剂串行/并行加注的现状进行调研,分析了液体运载火箭液氧煤油模块推进剂并行加注的适应性。针对并行加注状态推进剂偏加,开展了载荷适应性分析,获得了运载火箭箭体结构对故障工况的适应性。基于某型运载火箭,提出... 对国内外运载火箭推进剂串行/并行加注的现状进行调研,分析了液体运载火箭液氧煤油模块推进剂并行加注的适应性。针对并行加注状态推进剂偏加,开展了载荷适应性分析,获得了运载火箭箭体结构对故障工况的适应性。基于某型运载火箭,提出了采用液氧煤油部分并行加注方案,此方案具备将射前流程由12 h压缩至8 h的可行性。 展开更多

关键词 液氧煤油 载荷 并行加注

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基于稀疏Bayes学习算法的无约束结构荷载重构方法

6

作者 陈先智 周新元 +1 位作者 曾耀祥 张亚辉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第8期931-943,共13页

为快速准确重构含有未知初始条件的无约束结构外激励,提出了一种基于稀疏Bayes学习算法的荷载重构方法.结合函数拟合的思想建立控制方程,以噪声服从Gauss分布为先验,在Bayes模型中使用快速算法,稀疏重构未知荷载.为合理表达分段拟合中... 为快速准确重构含有未知初始条件的无约束结构外激励,提出了一种基于稀疏Bayes学习算法的荷载重构方法.结合函数拟合的思想建立控制方程,以噪声服从Gauss分布为先验,在Bayes模型中使用快速算法,稀疏重构未知荷载.为合理表达分段拟合中的初始条件,提出了改进的分段拟合手段,以上一分段末状态响应作为可能初始条件,并辅以低阶振型作为初始位移和初始速度的补充.算例以简化运载火箭模型为研究对象,考虑不同等级噪声和不同初始条件表达形式的影响,验证方法的精度和效率. 展开更多

关键词 函数拟合 稀疏Bayes学习算法 改进分段拟合 荷载重构

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火箭多台发动机并联推力传递结构动静耦合计算方法

7

作者 李斌 刘晖 +2 位作者 曾耀祥 崔苗 吕军 《宇航总体技术》 2023年第6期36-41,共6页

针对运载火箭多台发动机并联推力传递结构在工作中力学环境适应性问题,开展了动静耦合动力学计算方法研究。该研究分析了动静耦合机理,并以此为基础,计算了有无静载的结构模态频率和推力传递结构关键部位随机振动响应。结果表明,火箭推... 针对运载火箭多台发动机并联推力传递结构在工作中力学环境适应性问题,开展了动静耦合动力学计算方法研究。该研究分析了动静耦合机理,并以此为基础,计算了有无静载的结构模态频率和推力传递结构关键部位随机振动响应。结果表明,火箭推力传递结构在大推力作用下,结构的刚度发生改变,进而影响动力学特性。相关研究结果为火箭多台发动机并联推力传递结构动静联合试验提供了参考意义。 展开更多

关键词 多台火箭发动机 推力传递结构 动静耦合 动力学响应

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运载火箭与航天器界面载荷设计优化方法

8

作者 何巍 曾耀祥 刘晖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期368-378,共11页

基于动力学理论,开展了器箭界面动态内力的理论建模,对影响器箭界面动态内力的主要因素进行辨识,并分析了器箭界面动态内力随各影响因素的变化趋势。同时,基于某真实火箭构型以及对应外激励,通过设计有效载荷的质量、质心高度以及基频... 基于动力学理论,开展了器箭界面动态内力的理论建模,对影响器箭界面动态内力的主要因素进行辨识,并分析了器箭界面动态内力随各影响因素的变化趋势。同时,基于某真实火箭构型以及对应外激励,通过设计有效载荷的质量、质心高度以及基频参数组合集,开展跨声速工况下器箭动力学耦合分析,获取横向质心等效加速度分布数据。结合理论分析的分布规律,对耦合分析质心等效加速度进行分类统计,构建了一种可行的器箭界面动态内力精细化设计方法。该方法应用于新一代运载火箭,可有效降低器箭界面载荷设计条件,具有重要的工程意义。 展开更多

关键词 运载火箭 航天器 动态内力 动力学耦合分析 精细化设计

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基于冲击响应谱变换的星箭力学环境等效频谱影响因素分析 被引量：2

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作者 邹元杰 朱卫红 +3 位作者 刘绍奎 庞世伟 曾耀祥 潘忠文 《航天器环境工程》 北大核心 2021年第6期609-614,共6页

介绍基于冲击响应谱变换和稳态放大系数的星箭力学环境等效频谱工程计算方法,给出冲击响应谱相对于正弦基础激励的瞬态放大系数近似解析公式,并结合典型星箭界面加速度时域响应数据分析力学环境等效频谱的影响因素。数值计算和理论分析... 介绍基于冲击响应谱变换和稳态放大系数的星箭力学环境等效频谱工程计算方法,给出冲击响应谱相对于正弦基础激励的瞬态放大系数近似解析公式,并结合典型星箭界面加速度时域响应数据分析力学环境等效频谱的影响因素。数值计算和理论分析结果表明:发射段低频力学环境瞬态效应明显,采用工程计算方法确定星箭力学环境等效频谱的结果受稳态放大系数取值影响较大——该系数取值的增大将使等效频谱幅值在整体上明显减小,频率分布特性也会发生变化。可见,目前工程上所采用的星箭力学环境等效频谱计算方法尚有不合理之处,后续应探索新的星箭力学环境等效频谱确定方法。 展开更多

关键词 星箭界面 力学环境 冲击响应谱 等效频谱

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非完全对称火箭的助推器布局研究 被引量：2

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作者 邓新宇 张津泽 +1 位作者 曾耀祥 陈宇 《宇航总体技术》 2019年第6期13-18,共6页

捆绑助推器是提高火箭运载能力最有效的方式,针对某捆绑2个助推器的非完全对称火箭横向布局、纵向布局两种方式,研究了不同布局对火箭姿态控制、飞行载荷的影响。结果表明,一般情况下纵向布局有利于姿态控制,横向布局有利于降低载荷。

关键词 非完成对称 运载火箭 助推器布局

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超静定捆绑火箭传力试验设计方法 被引量：1

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作者 曾耀祥 王旭 +3 位作者 范瑞祥 祁峰 邢建伟 胡鹏翔 《力学与实践》 北大核心 2017年第3期240-244,共5页

在综合分析试验产品,边界条件,加载激励,测量可实现性等多方面因素基础上,本文设计了一套超静定捆绑火箭传力试验方法,并通过了地面验证.该设计方法能够有效验证超静定捆绑火箭内力载荷计算的准确性,具有重要的工程指导意义.

关键词 超静定 捆绑火箭 传力 试验设计

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运载火箭防风减载效果快速分析方法研究 被引量：1

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作者 曾耀祥 李东 +2 位作者 王旭 胡鹏翔 邢建伟 《强度与环境》 2017年第1期15-19,共5页

阐述了运载火箭竖立风载计算方法,针对安装防风减载装置的火箭,提出了一种简易快速分析防风减载效果的方法,并通过试验验证,该快速分析方法可以为火箭多种防风减载装置初始设计筛选提供帮助,具有重要工程指导意义。另外,还研究给出了影... 阐述了运载火箭竖立风载计算方法,针对安装防风减载装置的火箭,提出了一种简易快速分析防风减载效果的方法,并通过试验验证,该快速分析方法可以为火箭多种防风减载装置初始设计筛选提供帮助,具有重要工程指导意义。另外,还研究给出了影响减载效果的设计参数。 展开更多

关键词 竖立风载 减载效果 快速分析

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运载火箭飞行载荷联合优化控制技术 被引量：6

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作者 袁赫 李静琳 +3 位作者 宋征宇 赵永志 徐姗姝 曾耀祥 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1291-1301,共11页

为了解决基于模块化研制的运载火箭其飞行剖面载荷与承载能力不匹配而导致发射概率过低的问题,提出一种基于弹道风修、发动机节流、主动减载、横向动载荷精细化四项减载技术的飞行载荷联合优化控制技术。以箭体承载能力为约束,提高发射... 为了解决基于模块化研制的运载火箭其飞行剖面载荷与承载能力不匹配而导致发射概率过低的问题,提出一种基于弹道风修、发动机节流、主动减载、横向动载荷精细化四项减载技术的飞行载荷联合优化控制技术。以箭体承载能力为约束,提高发射概率为目标,多种载荷控制技术联合为手段对运载火箭进行逆向设计,可以有效提高模块化研制火箭的发射概率。以长征八号运载火箭首飞为例,该技术成功将发射概率由研制初期的33%提高到83%。 展开更多

关键词 运载火箭 模块化 联合优化 载荷控制

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多喷管火箭起飞噪声环境预示方法

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作者 王浩轩 容易 曾耀祥 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1357-1366,共10页

为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method, DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用... 为提高多喷管火箭起飞噪声环境预示能力,该文基于Kudryavtsev方法提出了3点修正:利用分布源方法(distributed source method, DSM)修正自由喷流段声源指向性,并重新分配噪声源功率;通过噪声遮蔽模型估计发射台和勤务塔的噪声衰减;采用芯级多喷流等效为单喷流计算和助推单喷流独立计算的方法预示多喷流噪声。利用修正方法预示了某火箭起飞不同时刻勤务塔附近噪声环境。对比修正方法和Kudryavtsev方法发现,修正方法在火箭起飞2 s内最大预示误差小于5.0 dB,预示精度相较Kudryavtsev方法提高约10.0 dB;修正方法能更准确预示声压级峰值时刻,且峰值时刻附近声压级误差小于3.0 dB;修正方法的1/3倍频程声压级谱全频段预示误差小于6.0 dB,关键频段预示误差小于3.0 dB。修正方法预示精度更高,具有重要工程应用价值。 展开更多

关键词 起飞噪声环境 指向性 噪声遮蔽 多喷管火箭 导流槽

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