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公开(公告)号：CN106777617B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201611103436.9
申请日：2016-12-05
Applicant: 大连理工大学 , 北京宇航系统工程研究所
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明属于航天舱段结构设计领域，涉及一种二级箱间段结构优化设计方法，本发明主要包括二级箱间段结构的叉子单元上接头拓扑优化和设计优化两部分，具体为：根据结构载荷形式，对箱间段叉子单元进行拓扑优化，得到粗略结构形式；根据具体的结构载荷及总体结构设计要求，在拓扑优化得到的结构形式基础上进行设计优化，得到箱间段叉子单元接头的具体参数；对箱间段叉子单元及相邻的火箭壳体进行联合建模，校核二者互为真实边界后的结构强度；对上接头结构的具体几何参数进行优化，获得详细的结构参数。本发明能够提高杆系部段叉子单元的接头集中载荷的扩散效率，降低接头应力水平，解决箱间段叉子单元接头的局部强度问题。
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公开(公告)号：CN106777617A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611103436.9
申请日：2016-12-05
Applicant: 大连理工大学 , 北京宇航系统工程研究所
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5095 , G06F17/5009 , G06F17/5018
Abstract: 本发明属于航天舱段结构设计领域，涉及一种二级箱间段结构优化设计方法，本发明主要包括二级箱间段结构的叉子单元上接头拓扑优化和设计优化两部分，具体为：根据结构载荷形式，对箱间段叉子单元进行拓扑优化，得到粗略结构形式；根据具体的结构载荷及总体结构设计要求，在拓扑优化得到的结构形式基础上进行设计优化，得到箱间段叉子单元接头的具体参数；对箱间段叉子单元及相邻的火箭壳体进行联合建模，校核二者互为真实边界后的结构强度；对上接头结构的具体几何参数进行优化，获得详细的结构参数。本发明能够提高杆系部段叉子单元的接头集中载荷的扩散效率，降低接头应力水平，解决箱间段叉子单元接头的局部强度问题。
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公开(公告)号：CN106777613A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611102138.8
申请日：2016-12-05
Applicant: 大连理工大学 , 北京宇航系统工程研究所
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5095 , G06F17/5086
Abstract: 本发明属于航天飞行器结构设计领域，提供一种优化的轻质钛合金快速成型运载火箭捆绑支座的制备方法。该制备方法在已有运载火箭捆绑支座基础上，对其更换为Ti‑TC11材料后，对结构进行静力分析，根据分析结果，在不改变试样阶段捆绑支座的整体结构形式及其装配接口的前提条件下，将应力较低处的材料扣除，再修改模型，重新进行结构应力水平分析和结构失稳载荷分析；此过程循环若干次，至捆绑支座结构在设计载荷下的应力水平整体比较均匀且接近Ti‑TC11材料的极限应力，同时失稳载荷略大于或等于设计载荷时为止。本发明适合于大推力捆绑运载火箭传力点的捆绑支座设计，有利于缩短产品生产周期、降低生产成本、减少捆绑结构重量，提高运载效率。
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公开(公告)号：CN106481483B
公开(公告)日：2017-11-10
申请号：CN201610874533.1
申请日：2016-10-01
Applicant: 北京宇航系统工程研究所 , 大连理工大学
IPC: F02K9/60
Abstract: 一种具有大集中力、一体化扩散结构的贮箱，该该贮箱包括波浪分布放射式短壳、加筋抗弯Y型环和三角形网格放射式筒段。波浪分布放射式短壳的波浪型基座中部为中间凹陷、两侧凸起的波形结构，两侧为常规弧形基座；各放射斜肋在集中力作用方向的分力相等；梯形过渡环肋位于放射斜肋和均匀网格的过渡区域；均匀网格位于放射肋区域两侧。加筋抗弯Y型环外表面设置多个加筋网格，Y型环内表面增设弧形抗弯槽。三角形网格放射筒段由4块完全相同的放射式三角形网格壁板焊接而成。本发明能够有效降低集中载荷作用线上的压应力，通过各结构匹配协调，逐级扩散，削弱集中载荷对内压薄壁氧箱的影响。
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公开(公告)号：CN106481483A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201610874533.1
申请日：2016-10-01
Applicant: 北京宇航系统工程研究所 , 大连理工大学
IPC: F02K9/60
CPC classification number: F02K9/605
Abstract: 一种具有大集中力、一体化扩散结构的贮箱，该该贮箱包括波浪分布放射式短壳、加筋抗弯Y型环和三角形网格放射式筒段。波浪分布放射式短壳的波浪型基座中部为中间凹陷、两侧凸起的波形结构，两侧为常规弧形基座；各放射斜肋在集中力作用方向的分力相等；梯形过渡环肋位于放射斜肋和均匀网格的过渡区域；均匀网格位于放射肋区域两侧。加筋抗弯Y型环外表面设置多个加筋网格，Y型环内表面增设弧形抗弯槽。三角形网格放射筒段由4块完全相同的放射式三角形网格壁板焊接而成。本发明能够有效降低集中载荷作用线上的压应力，通过各结构匹配协调，逐级扩散，削弱集中载荷对内压薄壁氧箱的影响。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106197171A
公开(公告)日：2016-12-07
申请号：CN201610528152.8
申请日：2016-07-06
Applicant: 大连理工大学
IPC: F42B15/00
CPC classification number: F42B15/00
Abstract: 一种附着层增强网格加肋筒壳结构，是在加肋结构的肋板表面增加软材料附着层，加肋形式包括但不限于矩形、六边形或三角形形式。所述软附着层是指密度小于肋板的软材料，且软层高度与肋板相同。本发明通过提高肋板截面抗弯刚度，从而有效增加网格加肋筒壳结构轴压极限承载力，甚至在此基础上实现结构轻量化；所述网格加肋形式包括但不限于：矩形网格、六边形网格以及三角形网格。所述网格加肋的网格尺寸、肋板宽度、肋板高度以及附着软层宽度可根据结构尺寸、结构重量和承载力等工程指标由解析分析或数值优化方法确定。本发明加工工艺简单，方便现有制造工艺修改，适合大规模量产。
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公开(公告)号：CN109436377A
公开(公告)日：2019-03-08
申请号：CN201811226773.6
申请日：2018-10-22
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种非等厚壁面叉形环应力扩散结构及其设计方法，属于航空航天贮箱技术领域。该叉形环应力扩散结构是轴对称结构，结构主要特征体现于结构的截面构型，截面构型主要包括：Y形过渡区、焊缝热影响区、筒段区域。所述的非等厚壁面叉形环应力扩散结构采用双面应力均化方法，确定截面厚度的结构参数，优化后焊接区轴向应力非常均匀，接近纯轴拉受力状态，贮箱的承载能力相较传统设计方案大幅提高。本发明解决其原始焊缝设计缺陷问题，创造性解决了“大直径叉形环－异态环焊缝－大径厚比筒壁”新型复合结构变形协调与应力有效扩散难题，实现大直径运载火箭贮箱叉形环结构的结构设计。
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公开(公告)号：CN109388894A
公开(公告)日：2019-02-26
申请号：CN201811226719.1
申请日：2018-10-22
Applicant: 大连理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 一种受限区域集中力扩散结构及其设计方法，属于航空航天连接结构领域。该受限区域集中力扩散结构的材料分布呈轴对称三角形，其特征为该结构对称轴上有材料分布，且结构对称轴单侧具有两条明显的条带状材料分布，且外侧的材料分布更为粗壮；受限区域集中力扩散结构具有自下而上呈现出多层级分叉的特征。本发明面向集中力扩散问题，提出典型构件考虑结构刚度集中力扩散和稳定性多功能优化设计，构建了结合拓扑—形状—尺寸多层次技术框架，提出一种受限区域集中力扩散结构，实现受限空间内千吨级载荷的力与力矩解耦扩散。
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公开(公告)号：CN109436377B
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201811226773.6
申请日：2018-10-22
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种非等厚壁面叉形环应力扩散结构及其设计方法，属于航空航天贮箱技术领域。该叉形环应力扩散结构是轴对称结构，结构主要特征体现于结构的截面构型，截面构型主要包括：Y形过渡区、焊缝热影响区、筒段区域。所述的非等厚壁面叉形环应力扩散结构采用双面应力均化方法，确定截面厚度的结构参数，优化后焊接区轴向应力非常均匀，接近纯轴拉受力状态，贮箱的承载能力相较传统设计方案大幅提高。本发明解决其原始焊缝设计缺陷问题，创造性解决了“大直径叉形环－异态环焊缝－大径厚比筒壁”新型复合结构变形协调与应力有效扩散难题，实现大直径运载火箭贮箱叉形环结构的结构设计。
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公开(公告)号：CN106650045B
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201611101932.0
申请日：2016-12-05
Applicant: 大连理工大学 , 北京宇航系统工程研究所
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明的一种二级箱间段结构优化设计与强度分析方法，该方法包括：1)对二级箱间段结构的原始设计强度校核，通过拓扑优化的手段重新设计上接头结构形式，使得该区域应力水平降低；2)基于OptiStruct的上接头拓扑优化设计，得到上接头拓扑优化模型；3)在有限元分析软件Abaqus中建立箱间段叉子单元及相邻火箭壳体的联合模型，校核二者互为真实边界后的二级箱间段上接头结构强度，该区域应力水平降低。本发明采用有限元方法，融合工程经验，基于拓扑优化技术进行联合强度分析以及局部结构优化，大幅提高分析精度，取得减重、优化、承力高等更优性能；本发明得到的箱间段结构一次性通过地面静力试验考核，结构承载力明显提高。
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