力平衡补偿器径向刚度建模与试验研究
高羡明1
卢少辉1
徐鸿鹏2
李玉涵1
张衍龙1
1.陕西科技大学 机电工程学院,西安 7100212.西安航天动力试验技术研究所,西安 710100
摘要：[目的]针对大推力液体火箭发动机试验中力平衡补偿器力学特性难以精准识别的问题,以DN500力平衡补偿器为对象,研究其在不同工况下的径向刚度特性.[方法]首先,基于曲杆模型和能量法,建立单层U形波纹管径向刚度的机制模型,并分析其受载变形规律;其次,采用Ansys软件建立补偿器整体有限元模型,模拟其在内部充压(0～1.2 MPa)及终端加载工况下的力学响应;然后,设计并搭建专用的力学特性试验装置,通过液氮增压模拟真实工况,对补偿器进行加载测试;最后,结合有限元分析与试验结果,对刚度模型中的修正系数进行标定.[结果]研究结果表明,初始状态下,补偿器整体因重力下沉,随终端载荷增大,位置逐渐上移且内部变形减小;当内部充压为0～1.0 MPa时,补偿器的终端径向刚度由55.03 N/mm线性减小至15.07 N/mm(有限元分析值),试验值则由63.49 N/mm线性减小至20.17 N/mm,两者趋势高度吻合.所构建的刚度模型与修正系数能有效预测补偿器的径向刚度,可为同类补偿器的结构优化设计及推力修正提供参考.
关键词：力平衡补偿器U形波纹管径向刚度力学特性试验有限元分析
分类号：O343.2(固体力学)TB121(工程基础科学)TB115(工程基础科学)
论文发表日期：2026-04-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 39-46 )
英文信息