针对低温管路的优化需求,采取补偿量大的金属软管替代原硬管部分管路,达到管路优化设计的目标.开展硬管、金属软管2 种结构形式对管路振动疲劳寿命的影响研究,利用ABAQUS建立了 2 种结构有限元模型,管路内部流体采用液态声学单元模拟,施加位移、低温、高压和随机振动载荷工况,分别计算 2 种结构下管路的静力学以及动力学特性,并对带金属软管的管路仿真与试验结果进行比较.结果表明:通径相同的金属软管管路静应力和疲劳寿命均能够满足使用要求,金属软管替代硬管的优化设计方案合理可行.同时,由于金属软管的补偿能力较强,并且在管路总装过程能够初始拉伸或压缩,会成为未来中等直径管路设计的一大趋势.

   针对目前对航天管路系统金属软管静刚度特性认识有限的问题,对金属软管开展了轴向刚度试验研究.通过设计轴向刚度试验,考虑了无内压状态和充压MPa状态下的拉伸、压缩工况,获得了2种不同规格的金属软管试验件的刚度曲线.试验结果表明,软管的轴向刚度表现出了高度非线性,在低刚度阶段两试件的刚度分别为N/mm和N/mm,在高刚度阶段两试件的刚度则分别大于3N/mm和4N/mm.使用数字图像法,获取了轴向拉伸时网套的编织角变化及外径变化信息,分析了几何非线性和边界非线性因素对软管刚度的影响,提出了基于接触的金属软管非线性力学行为解释.使用有限元方法,对金属软管轴向拉伸过程中的刚度非线性变化进行了复现,验证了基于接触的金属软管非线性力学行为解释的可靠性.为金属软管。

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