[發(fā)明專利]一種SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811613028.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109632201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳家照;王學(xué)仁;寧超;劉新國(guó);徐志高;黃拳章;岳春國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M3/20
• 分類號(hào): G01M3/20
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 李永剛

一種SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法，屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)密封性檢測(cè)領(lǐng)域，其特征在于：包括如下步驟：(1)根據(jù)Roth分子流泄漏理論，建立SRM橡膠O型圈密封機(jī)理的漏孔分子流泄漏模型；(2)依據(jù)時(shí)間變量建立橡膠老化預(yù)測(cè)模型；(3)結(jié)合步驟(1)、(2)建立長(zhǎng)期貯存條件下SRM橡膠圈泄漏率模型，求解得到SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能的評(píng)估結(jié)果。基于Roth分子流泄漏理論，通過(guò)引入橡膠老化預(yù)測(cè)模型，建立長(zhǎng)期貯存下SRM密封結(jié)構(gòu)泄漏率模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)期貯存下SRM密封結(jié)構(gòu)的密封性能進(jìn)行評(píng)估，解決了因老化而引起的密封結(jié)構(gòu)的密封性能不易檢測(cè)評(píng)估的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)密封性檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法。

背景技術(shù)

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(SRM)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，便于存儲(chǔ)、運(yùn)輸及維修等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各型導(dǎo)彈武器作為主要?jiǎng)恿υ础檠娱L(zhǎng)SRM的使用周期，避免其工作時(shí)高溫、高壓燃?xì)鈴臍んw內(nèi)外泄，以及避免在貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)期間SRM藥柱受潮濕、腐蝕氣體侵入，各連接部位都應(yīng)保持良好的密封性能。

在SRM密封結(jié)構(gòu)中，橡膠O形圈是應(yīng)用最為廣泛的一種密封件。然而在固體導(dǎo)彈的貯存過(guò)程中，橡膠O形圈是最容易出現(xiàn)老化問(wèn)題的元件之一，它的失效將直接導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)、藥柱、電子器件等重要部件的工作性能下降。橡膠密封件密封性能的優(yōu)劣是影響固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的主要因素之一。導(dǎo)彈是長(zhǎng)期貯存一次使用的武器，交付使用單位后要在中心庫(kù)進(jìn)行長(zhǎng)期貯存，有的導(dǎo)彈可能會(huì)貯存10年以上。因橡膠O形圈屬于非金屬材料，在長(zhǎng)期貯存中非金屬材料會(huì)發(fā)生自然老化，使橡膠圈的物理性能和力學(xué)性能變差，從而導(dǎo)致密封性能下降。

目前固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性檢查常采用壓降法，然而壓降法只能檢測(cè)到橡膠圈斷裂等引起的泄漏率異常增大的情況，而不能檢查因老化引起的密封結(jié)構(gòu)性能劣化問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供一種SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法。

本發(fā)明所述的SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)Roth分子流泄漏理論，建立SRM橡膠O型圈密封機(jī)理的漏孔分子流泄漏模型；

(2)依據(jù)時(shí)間變量建立橡膠老化預(yù)測(cè)模型；

(3)結(jié)合步驟(1)、步驟(2)建立長(zhǎng)期貯存條件下SRM橡膠圈泄漏率模型，求解得到SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能的評(píng)估結(jié)果。

本發(fā)明所述的SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法，SRM一般需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的貯存階段，橡膠的老化是泄漏率變化的關(guān)鍵因素。橡膠老化的本質(zhì)是其在長(zhǎng)期受擠壓的情況下，部分彈性應(yīng)變轉(zhuǎn)變成為塑性應(yīng)變，從而使得填充金屬加工表面不平整溝槽的能力降低，即密封性能變差。為在泄漏率模型中引入老化時(shí)間因素，步驟(2)所述橡膠老化預(yù)測(cè)模型為：

式中：B和α為老化模型系數(shù)；K_c為老化速度常數(shù)。

本發(fā)明所述的SRM密封結(jié)構(gòu)密封性能評(píng)估方法，流體在狹窄間隙中的流動(dòng)主要表現(xiàn)為粘性流和分子流。考慮漏氣通道的幾何尺寸非常小，SRM工作環(huán)境壓力大，可以將SRM橡膠O型圈密封機(jī)理歸納為漏孔的分子流泄漏模型，即氣體通過(guò)SRM密封結(jié)構(gòu)的泄漏為“分子流”狀態(tài)。根據(jù)Roth.A基于分子流假設(shè)提出的單橡膠密封圈泄漏的基本方程，考慮SRM密封結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)密封面，步驟(1)所述分子流泄漏模型為：