大型整流罩分离仿真研究

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1、犬ｉｌ嫂－大李ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮｗ大型整流罩分离仿真研究学科专业工捏九学＿作者姓名指导教师李Ｊ１Ｌ—■２６答辩日期＿＿ｍ５羞—＿月硕士学位论文大型整流罩分离仿真研究ｆ－ＳｅｐａｒａｔｉｏｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｕｄｉｅｓｏａＬａｒｇｅＳｃａｌｅＰａｙｌｏａｄＦａｉｒｉｎｇ作者姓名：艾森：工程力学学科、专业０３１１９学号：２１２指导教师：李刚教授完成日期．０５．０４

2、：２０１５大ｓｔ理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。：学位论文题目＿丨Ｔ：況Ｊ作者签名：文日期年＜月日大连理工大学硕士学位论文摘要

3、一个关键的子系统大型整流罩分离系统是火箭飞行中，决定着火箭能否顺利的将有一，代运载火箭正朝着大直径效载荷送入预定轨道。随着中国航天技术的进步新、大推力的方向发展，火箭整流罩的结构尺寸也在发生着跨越式的增长。由于整流罩结构整体尺寸增加和釆用旋转分离形式，，使得整流罩刚度减小分离过程将引起较为剧烈的弹性变形，减小罩内有效包络，增加整流罩与有效载荷及箭体碰撞的危险性，。此外整流罩规模的增大将引起地面试验时产生较大的气动阻力，阻碍整流罩分离，甚至可能使之无法分离。因此，采取数值方法对整流罩分离和地面试验进行仿真预示就变得十分重要了。为了研究整流罩在不同分离能源输入下

4、的动力学响应问题，本文建立了精细有限元，并基于刚体模型仿真说明仿真流程的可行性模型，在此基础上幵展了弹性整流罩的仿真工作，阐述了考虑弹性振动下的分离和变形特性。为了准确模拟地面试验过程，本文利用流固親合方法开展考虑气动的分离仿真工作，获得了分离过程中的流场变化规律，预示了地面试验的分离特性。考虑到初始瞬态冲击的复杂性，本文最后对整流罩冲击响应问题展幵讨论，揭示了整流罩瞬态冲击下的变形模式。本文主要研究内容为：１）建立精细有限元模型，利用刚体动力学和能量原理推导理论分离特性；通过精细刚体的仿真工作，获得刚体分离特性并说明相关有限元模型参数设置的正确性和利用ＡＢ

5、ＡＱＵＳ商业软件进行人型整流罩分离仿真的可行性。２）通过整流罩模态分析，预示出分离中可能存在的危险振动模式；仿真获得了弹性整流罩不同分离能源输入下的分离特性、呼吸变形、能量等参数；分析了不同弹簧建模方式对刚体和弹性体仿真的影响，，。结果表明在真空环境中整流罩能够成功分离且与罩内有效载荷无干涉接触；能源输入越多，越有利于分离；弹簧建模方式对刚体仿真影响不大，但对弹性体仿真有较大影响，弹簧顶杆能够抑制呼吸变形和轴向变形。３）基于ＣＥＬ方法开展了地面分离预示工作，阐述了流场变化规律。分析结果表明地面试验中，气动阻力对分离过程影响很大冷气系统对分离试验贡献不大，反而

6、带来；系统可靠性问题初始罩内形成负压，引起较大气动阻力，，气体不断冲入；分离中罩内，气动阻力逐渐减小。４）通过对整流罩初始瞬态冲击响应分析，指出瞬态冲击环境给整流罩带来两倍的动力放大。；瞬态冲击激发出整流罩带边界约束模态下的第三阶振型关键词：整流罩ＣＥＬ；分离仿真；方法；冲击响应－１－火型整流罩分离仿真及试验研究ＳｅａｒａｔｏｎＬ－ＰａａｄｐｉｏｎＳｉｍｕｌａｔｉＳｔｕｄｉｅｓｏｆａａｒｇｅＳｃａｌｅｙｌｏＦａｉｒｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔＳｅａｒａｔｉｏｎｓｓｔｅｍｏｆａｌｏａｄｆａｉｒｉｎｉｓａｃｒｉｔｉｃａｌｓｕｂｓ

7、ｓｔｅｍｄｕｒｉｎｔｈｅｆｌｉｈｔｏｆｌａｕｎｃｈｐｙｐｙｇｙｇｇｖｅｈｉｃｌｅｓｗｈｃｈｅｔｅｔｔａａｄｃｏｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｔｔｔｈｉｄｒｍｉｎｅｓｗｈｅｈｅｒｈｅｌｏｕｌｄｂｌｌｂｒｏｕｈｉｎｏｅ，ｐｙｙｇ＇ｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｏｒｂｉｔ．ＡｃｃｏｍａｎｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｏｒｅｓｓｏｆＣｈｉｎａｓｓａｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏａｎｅｗｐｐｐｇｐ