兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (7): 2033-2040.doi: 10.12382/bgxb.2022.0242
收稿日期:
2022-04-11
上线日期:
2023-07-30
通讯作者:
DU Yonggang, WANG Xuesong*(), WAN Zhihua
Received:
2022-04-11
Online:
2023-07-30
摘要:
助飞运载器的螺旋传动缺乏摩擦及温升对其传动的作用机制研究。建立这种螺旋传动机构的热机耦合模型,并利用真实参数模拟传动接触面的热、力学等特性,通过分析应力、温升数据及其与摩擦系数之间的规律,揭示该螺旋传动的失效机制。数值模拟结果表明,该螺旋传动在大载荷的高速摩擦作用下,其传动接触面的温度能快速升至454.3℃,其接触应力可达699.4MPa,高温降低了接触面的材料强度,因此高速滑动的摩擦力将对接触面造成持续破坏,计算结果和故障现象一致,研究成果也对该传动技术的工程应用提供了理论基础。
杜永刚, 王雪松, 万志华. 助飞运载器螺旋传动失效的机理研究[J]. 兵工学报, 2023, 44(7): 2033-2040.
DU Yonggang, WANG Xuesong, WAN Zhihua. Study of Screw Drive Failure Mechanisms in a Flight Aid Carrier[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(7): 2033-2040.
温度T/℃ | 弹性模量 CTH/GPa | 泊松比μ | 热膨胀系数 α/(10-6·℃-1) |
---|---|---|---|
20 | 196 | 0.3 | 10.12 |
200 | 177 | 0.3 | 11.72 |
300 | 167 | 0.3 | 12.96 |
400 | 162 | 0.3 | 13.62 |
500 | 157 | 0.3 | 13.90 |
表2 30CrMnSiA的热弹性材料参数
Table 2 Thermo-elastic material parameters of 30CrMnSiA
温度T/℃ | 弹性模量 CTH/GPa | 泊松比μ | 热膨胀系数 α/(10-6·℃-1) |
---|---|---|---|
20 | 196 | 0.3 | 10.12 |
200 | 177 | 0.3 | 11.72 |
300 | 167 | 0.3 | 12.96 |
400 | 162 | 0.3 | 13.62 |
500 | 157 | 0.3 | 13.90 |
温度 T/℃ | 热传导系数 h/(W·mm-1·℃-1) | 定比热容/ (J·kg-1·℃-1) |
---|---|---|
20 | 0.02763 | |
200 | 0.03056 | |
300 | 0.03056 | 473.1 |
400 | 0.03056 | |
500 | 0.02867 |
表3 30CrMnSiA的热物理参数
Table 3 Thermo-physical parameters of 30CrMnSiA
温度 T/℃ | 热传导系数 h/(W·mm-1·℃-1) | 定比热容/ (J·kg-1·℃-1) |
---|---|---|
20 | 0.02763 | |
200 | 0.03056 | |
300 | 0.03056 | 473.1 |
400 | 0.03056 | |
500 | 0.02867 |
[1] |
余旭东, 葛金玉, 段德高, 等. 导弹现代结构设计[M]. 北京: 国防工业出版社, 2007.
|
|
|
[2] |
刘钧圣, 王刚, 王琨, 等. 考虑不确定性的模块化战术导弹优化设计[J]. 兵工学报, 2020, 41(2):270-279.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.02.008 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.02.008 |
|
[3] |
陈克, 王洪波, 周国峰, 等. 内埋式发射导弹折叠舵结构设计与分析研究[J]. 强度与环境, 2018, 45(5):52-57.
|
|
|
[4] |
甄文强, 杨奇, 姬永强, 等. 发射环境下导弹折叠翼的展开试验及仿真分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(9):1756-1761.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2018.09.012 |
|
|
[5] |
杨添元, 李东光, 张骢, 等. 一种修正引信栅格舵片的展开过程研究[J]. 弹箭与制导学报, 2019, 39(4): 22-24.
|
|
|
[6] |
单继祥, 甄文强, 石运国, 等. 气动效应对折叠翼展开过程影响研究[J]. 弹箭与制导学报, 2017, 37(5):105-108.
|
|
|
[7] |
陈雷. 一种旋转作动机构:CN114132486A[P]. 2022-03-04.
|
|
|
[8] |
陈贺贺, 姜涛, 刘昌奎, 等. DD6/GH3536高温合金摩擦副摩擦磨损特性研究[J]. 失效分析与预防, 2020, 15(2):84-90.
|
|
|
[9] |
干聪, 田晓耕, 汪振兴, 等. 摩擦热对靴轨凿削临界条件的影响[J]. 材料热处理学报, 2020, 41(10):143-154.
doi: 10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0130 |
doi: 10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0130 |
|
[10] |
马力, 杨万友, 王家序, 等. 热对流条件下考虑球形夹杂分布的材料热弹接触摩擦热影响分析[J]. 摩擦学学报, 2019, 39(3):304-312.
|
|
|
[11] |
贺凯, 林宋锐, 杜兴. 40Cr钢副轴断裂分析[J]. 热处理, 2020, 35(6):51-56.
|
|
|
[12] |
doi: 10.1002/(ISSN)1097-0207 URL |
[13] |
doi: 10.1016/0029-5493(81)90032-7 URL |
[14] |
机械工程材料性能数据手册编委会. 机械工程材料数据手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 1994.
|
Editorial Committee of Data Book of Materials for Mechanical Engineering. Data book of materials for mechanical engineering[M]. Beijing: China Machine Press, 1994. (in Chinese)
|
|
[15] |
工程材料实用手册编辑委员会. 工程材料实用手册[M]. 北京: 中国标准出版社出版, 1989.
|
Practical Book of Engineering Materials Editorial Board. Practical book of engineering materials[M]. Beijing: Standards Press of China, 1989. (in Chinese)
|
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
|
[19] |
舒建. 热环境板材屈服行为研究[D]. 北京: 北京航空航天大学, 2014.
|
|
|
[20] |
刘鸿文. 材料力学[M]. 北京: 高等教育出版社, 1992.
|
|
|
[21] |
袁家军. 卫星结构设计与分析[M]. 北京: 中国宇航出版社, 2004.
|
|
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
冯瑞雪, 蔡洪能, 李雪锋, 等. 高速滑靴瞬态摩擦温升研究[J]. 精密成形工程, 2020, 12(1):143-149.
|
|
|
[25] |
张小兵. 枪炮内弹道学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2014.
|
|
[1] | 高铁锁, 江涛, 傅杨奥骁, 丁明松, 刘庆宗, 董维中, 许勇, 李鹏. 不同尺度飞行器周围等离子体分布及电磁波传输效应[J]. 兵工学报, 2023, 44(6): 1809-1819. |
[2] | 刘冰, 程栋, 卢丙举, 陈霄瀚, 乐贵高. 含适配器的潜射导弹运载器跨介质发射分离建模与仿真[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1237-1250. |
[3] | 高全喜, 可伟, 乔海岩. 基于线性自抗扰的水下运载器控制[J]. 兵工学报, 2023, 44(3): 783-791. |
[4] | 王翠翠, 闫瑞乾, 丁占铭, 佟鼎, 吴新涛, 高超, 庄丽. 涡轮增压器轴向力变化规律试验与仿真[J]. 兵工学报, 2023, 44(1): 307-315. |
[5] | 何佳伟, 翟峻仪, 高伟鹏, 李烨. 基于不同湍流模型的水下航行体圆柱结构流动特性数值模拟[J]. 兵工学报, 2022, 43(S2): 53-63. |
[6] | 许辉, 黄陈磊, 王希阔, 刘坤, 李忠新, 吴志林. 枪弹动态挤进阻力理论与实验研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2263-2273. |
[7] | 方义川, 王永娟, 沙金龙, 倪肖杨, 陆星宇. 枪械固定式刚性抛壳机构动作故障机理[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2252-2262. |
[8] | 王晓东, 徐永杰, 董方栋, 王昊, 郑娜娜. 凯夫拉与陶瓷复合结构抗侵彻性能数值仿真[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2360-2366. |
[9] | 窦彩虹, 靳鹏飞, 陈俊宇, 汪从珍, 李建军, 张程, 张诚, 黄进峰. 大口径机枪枪管内膛烧蚀行为与微观机理[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2231-2240. |
[10] | 孙晨峰, 吕卫民, 丛林虎, 徐鹏博. 基于广义随机Petri网的混合冗余系统可靠性建模[J]. 兵工学报, 2022, 43(8): 2007-2016. |
[11] | 高月光, 冯顺山, 刘云辉, 黄岐. 不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布[J]. 兵工学报, 2022, 43(7): 1527-1536. |
[12] | 吕代龙, 陈少松, 徐一航, 邱佳伟. 近距耦合鸭式布局导弹气动特性[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1316-1325. |
[13] | 梁昊, 丁亚军, 李世影, 赵先正, 肖忠良. 钝感双基发射药迁移失效评价方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 297-304. |
[14] | 徐干成, 袁伟泽, 陈林恒, 李成学, 颉旭虎, 聂梦琪. NFB700高强钢板抗震塌性能[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 391-400. |
[15] | 路宽, 饶翔, 王花梅, 张倩. 不同形式锚泊系统对海洋资料浮标水动力性能的影响[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 120-130. |
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