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轻质热防护系统波纹夹芯结构热力耦合分析
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:应用数学和力学
  • 时间:2013.2.2
  • 页码:172-182
  • 分类:V19[航空宇航科学与技术—人机与环境工程;航空宇航科学技术] O343.6[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学机电学院,工程仿真与宇航计算技术联合实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11202164;10925212;90916027); 教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20116102120021); 西北工业大学基础研究基金(JC201031); 西北工业大学研究生创业种子基金(Z2013045)资助
  • 相关项目:计算固体力学与结构优化
中文摘要:

高超声速飞行器在出入大气层或持续在空间飞行时,将遭受严苛的气动加热载荷.对热防护系统进行传热分析是进行热力耦合分析的基础,而温度分布的特点直接影响到波纹夹芯结构的热应力等问题.首先对一体化热防护系统(integrated thermal protection system,ITPS)进行隔热性能分析,得到整个结构的温度场;然后采用顺序耦合的数值方法,模拟分析ITPS波纹夹芯结构单胞的热力耦合性能,给出波纹夹芯结构在静力载荷以及热力耦合载荷条件下的应力场、位移场,并对计算结果进行了讨论.结果表明波纹夹芯结构在初始尺寸及约束条件下,只满足在高温热流作用下飞行器低压区使用,而当气动压力大于等于15 000 Pa时,结构将发生破坏.

英文摘要:

Hypersonic aircrafts enter across the atmosphere with high flight speed and over a long period of time,resulting in an intense aerodynamic heating load.Thermal analysis of thermal protection system(TPS) is the base of thermal-mechanical coupling analysis;and the characteristics of temperature distribution affect thermal stress of corrugated sandwich structure directly.The analysis process was divided into three steps.The insulation performance of the integrated thermal protection system(ITPS) was analyzed to get the temperature distribution firstly.Then a sequence coupled numerical method was used to simulate the thermo-mechanical coupling performance of ITPS.Finally the stress field and displacement field of the corrugated sandwich structure unit cell were obtained and results were discussed.The calculation results show that the structure with initial size and constraints only satisfy the use of low-pressure zone,and structure will fail when the pressure is greater than 15 000 Pa.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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