喷管用整体毡C/C 喉衬热结构完整性分析

doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.07.035

上海大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 20 ›› Issue (4): 480-488.doi: 10.3969/j.issn.1007-2861.2013.07.035

喷管用整体毡C/C 喉衬热结构完整性分析

许玉荣1, 杨敏2

1. 湖北航天技术研究院总体设计所, 武汉 430040; 2. 上海大学复合材料研究中心, 上海 200072

收稿日期:2013-05-17 出版日期:2014-08-25 发布日期:2014-08-25
通讯作者: 许玉荣(1982—), 女, 高级工程师, 研究方向为碳纤维增强复合材料的开发和应用. E-mail: xyr-2000@163.com E-mail:xyr-2000@163.com
作者简介:许玉荣(1982—), 女, 高级工程师, 研究方向为碳纤维增强复合材料的开发和应用. E-mail: xyr-2000@163.com

Thermal Structural Integrity Analysis of Nozzle Throat with Needled Integral Felt C/C Composites

XU Yu-rong1, YANG Min2

1. The Overall Design School of Hubei Research Institute, Wuhan 430040, China;
2. Composite Material Research Center, Shanghai University, Shanghai 200072, China

Received:2013-05-17 Online:2014-08-25 Published:2014-08-25

摘要/Abstract

摘要： 采用有限元方法(finite element method, FEM) 计算了固体火箭发动机(solid rocket motor, SRM) 工作过程中及工作结束后的整体毡C/C 复合材料喉衬的温度场及应力场, 并将其应力极值与材料性能测试所得的强度极限值进行了比较分析. 结果表明, 在发动机工作过程中喉衬结构完整, 发动机工作结束后喉衬所承受的最大轴向拉应力超出了材料的轴向拉伸强度极限, 喉衬轴向受拉失效而纵向开裂. 最后, 通过发动机点火实验过程中及实验后喉衬的扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 分析对实验分析结果进行了验证.

关键词: 失效, 应力极值, 整体毡C/C复合材料

Abstract: The temperature and stress fields of solid rocket motor (SRM) throat made of needled integral felt C/C composites during and after firing process are calculated using finite element method (FEM) in this paper. The calculated maximum stress in nozzle throat is compared with the final strength obtained in the material test. It has been found that the nozzle throat with needled integral felt C/C composites is safe during SRM firing, but the final axial tensile stress of nozzle throat after SRM firing exceeds the material tensile strength, leading to structure failure. The results are verified by SRM firing test and scanning electron microscope (SEM) analysis.

Key words: failure, ultimate strength, needled integral felt C/C composite

中图分类号:

V 435

许玉荣1, 杨敏2. 喷管用整体毡C/C 喉衬热结构完整性分析[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2014, 20(4): 480-488.

XU Yu-rong1, YANG Min2. Thermal Structural Integrity Analysis of Nozzle Throat with Needled Integral Felt C/C Composites[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）, 2014, 20(4): 480-488.

[1]	田永超, 于丽英. 基于区间值直觉模糊集的技术创新风险评价方法[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(2): 292-300.
[2]	唐旭辉, 张顺琦, 应申舜, 陈敏. 复合材料螺栓连接结构的失效行为[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(4): 502-515.
[3]	杨翠香, 宗康, 胡志华. 中国与海上丝绸之路的连通性分析[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2018, 24(3): 495-502.
[4]	周计明, 郑武强, 齐乐华, 马玉钦. 真空吸渗挤压二维正交铺层C_f/Al 复合材料压缩失效机制[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2014, 20(1): 75-82.
[5]	杜翀, 彭焘, 霍施宇, 解维华, 孟松鹤. 光纤光栅传感器高温粘接失效机理实验[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2013, 19(6): 551-555.
[6]	钱佳民，徐闰，汤敏燕. 小尺度薄型封装焊点失效机理和可靠性设计[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2012, 18(6): 561-566.

喷管用整体毡C/C 喉衬热结构完整性分析

Thermal Structural Integrity Analysis of Nozzle Throat with Needled Integral Felt C/C Composites

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