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湖南頂立科技有限公司
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閱讀：102發布時間：2024-1-31
近日，《空天技術》網絡頂立科技碳陶技術團隊《高超聲速風洞蓄熱式加熱器的蓄熱體熱應力數值模擬》論文，碳陶技術事業部工程師、南昌大學物理與材料學院碩士研究生林源為論文的作者，其導師戴煜教授為論文的通訊作者。
高超聲速風洞能夠模擬出高超聲速飛行器所處的飛行環境，是開展高超聲速飛行器材料考核及結構測試的重要手段。蓄熱體作為高超聲速風洞中加熱器的核心部件，其抗熱震性能及使用壽命直接影響著風洞的性能指標及試驗質量，是整個風洞加熱器系統設計成敗的關鍵。
在本項研究中，林源在戴煜教授、頂立科技副總經理胡祥龍博士的指導下，針對高超聲速風洞中加熱器的核心部件—蓄熱體，開展了一系列深入的模擬仿真工作，運用仿真軟件，采用熱力耦合分析的方法，同時結合實際的服役工況條件，進行溫度場和熱應力場的研究，重點分析蓄熱式加熱器蓄熱體產生開裂的原因，并就蓄熱體的選材、結構設計以及后續的主要研究方向提出建議及展望。
通過有限元仿真分析，與蓄熱體實際損壞的情況進行對比分析，解析了蓄熱體損壞的原因，蓄熱體的裂紋類型屬于疲勞斷裂。疲勞斷裂不同于一般的靜力斷裂，它是由于溫差的影響損傷到一定程度后，蓄熱體在工況下不斷地發生收縮，進而裂紋擴展到一定程度后才發生的斷裂。與實際情況比較后發現，實際損壞的情況與數值模擬的結果相一致，說明數值模擬的結果可以準確的反映出蓄熱式加熱器中蓄熱體產生裂紋的原因，可為高超聲速蓄熱式風洞加熱器中的蓄熱體工程設計及改進研究提供參考。
有限元數值模擬技術是提升產品質量、縮短設計周期、提高產品競爭力的一項重要手段。隨著計算機技術和計算方法的發展，該技術在工程設計和科研領域的應用日益廣泛，尤其在應對復雜的工程分析和計算時展現出的優勢。
近年來，頂立科技通過不斷地自主創新、技術迭代，在熱工裝備領域中，將數值仿真分析技術應用到超高溫、超高壓、超大型設備的研發項目中，該技術顯著優化了產品開發流程，極大縮短了開發周期，并有效降低了人力與物力成本。通過充分利用數值仿真技術，不僅提高了產品的市場競爭力，還大力推動了熱工裝備產業向綠色、高效的發展目標邁進。
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