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求助:关于金属32mmKNSB小型发动机设计的问题
ManGo_Mouse2025/03/15喷气推进 IP:湖南
中文摘要
关于金属32mmKNSB小型发动机设计的一些问题,内含较为详细的参数和图纸。

第一次尝试设计金属机,但因为是第一次,迟迟不敢开始制作,且我的问题在KC中暂时没有找到答案,因此请各位坛友看看。

非常感谢您抽出宝贵的时间查看我的帖子!

文末为我的提问。

基础参数

燃料:KNSB;28*5*140

外壳:32*36*176.5;6061铝合金

隔热:32*28*140;PVC

堵头:酚醛塑料

喷管:304不锈钢

扩张比:8

最大喷燃比:465

最大腔室压力:7.75MPa

比冲:122.5s

平均推力:125.8N

详细参数

SRM数据

屏幕截图 2025-03-15 115405.png屏幕截图 2025-03-15 115430.png屏幕截图 2025-03-15 115447.png屏幕截图 2025-03-15 115521.png

超音速喷管

屏幕截图 2025-03-15 123820.png

内弹道模拟

比SRM略高一些

屏幕截图 2025-03-15 124036.png屏幕截图 2025-03-15 124051.png

设计图纸

喷管草图

喷喉长度为3mm,其余参数在上面的SRM中。

的2025-03-15 122531.png

堵头草图

挖去了许多无效质量。

屏幕截图 2025-03-15 120755.png

发动机整体

屏幕截图 2025-03-15 121153.png屏幕截图 2025-03-15 121459.png

使用4个 2mm O型圈密封,压缩率20%。

8颗M4*8 的304螺栓固定。

喷口处螺栓距离顶部(从孔边缘算)2.5mm,

堵头处螺栓距离顶部(从孔边缘算)2mm。


一些问题

  1. 密封圈的内径不知选择多少,担心小了会拉伸无法密封,大了滑脱无法密封。

  2. 螺栓的孔位距离铝合金边缘是否过小?会不会冲飞堵头或喷口?

  3. 堵头使用酚醛塑料厚度是否合适?会不会烧穿?

  4. 螺栓强度是否合适?之前听说有一个螺栓强度计算器,但在kc上没有找到。

  5. 可不可以通过设计减少制作费用?

  6. 可能还有其他致命问题,还请不要手下留情,谢谢。


非常感谢您看到这里!

也谢谢您能提出建议!


[修改于 1天12时前 - 2025/03/15 12:56:10]

来自:航空航天 / 喷气推进特殊话题:提问/求助
8
帖子或设计是否有严重的问题?
1. 大量错误
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2. 较多错误
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3. 少量错误
0.0% 0票
4. 一些细节问题
75.0% 3票
5. 无问题
25.0% 1票
单项选择

参与人数:4

结束时间:2025/04/01 04:26:00

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新版本公告
~~空空如也
LSEQY
1天11时前 修改于 1天11时前 IP:山东
942661

1,密封圈设计建议参考国标标准。上面写的很详细我设计按照20%的压缩率装配,即使没有倒角,也是很容易装的。装配密封圈的时候,建议涂一点凡士林或其他润滑剂。

2,如果距离边缘距离过近会出现应力集中,应力集中严重则会导致损坏。建议通过建模软件插件进行有限元分析。我一般使用的是ANSYS进行仿真。建议你先了解一下什么叫做应力集中。怎么根据仿真去查看是否有这种现象?

3,依据自己的经验6毫米可能比较危险。建议自己依据网上有的数据计算一下,然后安全系数高一点。因为酚醛树脂的质量可能参差不齐。

4,这方面软件本人编写过一个。https://www.kechuang.org/t/90876

不能保证完全正确,结果仅供参考

5,进行优化设计是能显著降低成本的,一般来说,重点是加工方面的费用比较高。尽量设计成可以自己动手制作的能大大降低成本。




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LSEQY
1天11时前 IP:山东
942663
引用LSEQY发表于1楼的内容
1,密封圈设计建议参考国标标准。上面写的很详细我设计按照20%的压缩率装配,即使没有倒角,也是很容易

6,喷管设计直接使用SRM就可以了,科创的那个喷管计算器更像是验证,而并非设计。设计的时候应当重点考虑收敛和扩张角度以及型面和过渡就可以了。


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ManGo_Mouse作者
1天11时前 IP:湖南
942664
引用LSEQY发表于2楼的内容
6,喷管设计直接使用SRM就可以了,科创的那个喷管计算器更像是验证,而并非设计。设计的时候应当重点考


您好,我就是用srm设计的啊(srm在计算器前)。另外对于问题一,我所说不是线径,是指O型圈内部中空的直径。还是谢谢您的建议!我会尽快学习仿真的


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yushu
1天7时前 IP:浙江
942670

关于金属32mmKNSB小型发动机设计问题的分析AI生成

一、密封圈内径选择问题

密封圈内径的选择对于发动机的密封性能至关重要。如果内径过小,密封圈在安装过程中可能会被过度拉伸,导致密封失效;如果内径过大,密封圈可能会在发动机工作时发生滑脱,同样无法保证密封效果。在设计中,应根据发动机壳体的内径和喷管、堵头等部件的外径,选择合适尺寸的密封圈。一般情况下,密封圈的内径应略小于被密封部件的外径,以保证一定的过盈量,从而实现良好的密封。同时,还需要考虑密封圈的压缩率,通常压缩率在20%左右是比较合适的,这样既能保证密封效果,又能避免密封圈因过度压缩而损坏。

二、螺栓孔位距离问题

螺栓孔位距离铝合金边缘过小可能会在发动机工作时导致边缘被冲飞,从而影响发动机的结构完整性。在设计中,应确保螺栓孔位距离边缘有足够的安全距离。一般来说,这个距离应不小于螺栓直径的1.5倍,以保证在发动机高温高压的工作环境下,螺栓和铝合金外壳之间仍能保持良好的连接强度。对于该发动机设计中喷口处螺栓距离顶部2.5mm、堵头处螺栓距离顶部2mm的情况,可能存在一定的风险,建议适当增大螺栓孔位距离边缘的距离,以提高安全性。

三、堵头材料及厚度问题

堵头使用酚醛塑料,这种材料具有一定的耐热性和隔热性,但在高温燃烧环境下,仍存在烧穿的风险。其厚度是否合适需要根据发动机的工作温度、压力以及燃烧时间等因素进行综合评估。如果厚度不足,在长时间高温作用下,堵头可能会逐渐被烧蚀穿透,导致发动机失效。建议通过热力学分析或实验验证,确定堵头的合理厚度,确保其在发动机工作过程中能够承受高温高压的冲击,不会出现烧穿现象。

四、螺栓强度问题

螺栓的强度直接关系到发动机的结构稳定性。在选择螺栓时,应根据发动机工作时所承受的最大载荷,包括腔室压力、振动等,按照螺栓强度计算公式或相关标准,确定螺栓的材质和尺寸。对于该发动机使用的M4×8的304螺栓,需要验证其强度是否满足要求。如果强度不足,在发动机工作过程中,螺栓可能会发生断裂,导致发动机解体,造成严重事故。可以查找相关的螺栓强度计算工具或咨询专业人士,对螺栓的强度进行准确评估,并在必要时更换更高强度的螺栓。

五、制作费用问题

在保证发动机性能和安全性的前提下,可以通过优化设计来降低制作费用。例如,合理选择材料,避免过度使用高成本材料;简化结构设计,减少加工难度和复杂度;采用标准化零部件,降低采购成本等。对于该发动机设计,可以对各部件的材料选择进行重新评估,如外壳是否可以采用其他更经济且满足性能要求的铝合金材料;喷管的扩张比设计是否可以通过优化减少材料用量等。同时,在加工工艺上,尽量选择成熟的、成本较低的加工方法,以降低整体制作费用。


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ManGo_Mouse作者
1天7时前 IP:湖南
942676
引用yushu发表于4楼的内容
关于金属32mmKNSB小型发动机设计问题的分析AI生成一、密封圈内径选择问题密封圈内径的选择对于发

谢谢您的热心。但是AI生成的内容如果您没有对它的正确性保证还是尽量不要提供给他人。


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ManGo_Mouse作者
1天7时前 IP:湖南
942677

还是跑仿真看看吧。


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LSEQY
1天6时前 IP:山东
942680
引用yushu发表于4楼的内容
关于金属32mmKNSB小型发动机设计问题的分析AI生成一、密封圈内径选择问题密封圈内径的选择对于发

既不正确还废话…….


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ManGo_Mouse作者
14时18分前 IP:湖南
942717
引用LSEQY发表于7楼的内容
既不正确还废话…….

嗯嗯


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