文档介绍：要摘压缩,这就导致有限元求解时刚度矩阵奇异,所以精度无法保证或者无法求型。同时,借助大型通用有限元分析软件械恼车缘ピ猇例表明即使泊松比接近时也可以保证较高的精度,通过定量的分析得出了一些有用的结论,如线热膨胀系数,泊松比等参数改变对药柱的变形和应进一步考虑人工脱粘及药柱燃烧过程中应力应变变化的问题等,应用这些分本论文以固体火箭发动机在设计和贮存使用过程中所常见的力学问题为研究背景,对固体推进剂材料的特性结构的数值仿真作了多侧面的研究。固体火箭发动机药柱为粘弹性材料,泊松比一般接近于,材料近似于不可解,本论文利用适用于不可压缩材料的粘弹性本构关系,再结合由连续介质的有限变形理论导出的虚功方程和等参有限元分析技术,采用积分型本构关系建立起了适合于三维大变形粘弹性固体药柱的应力应变分析的有限元模和辛搜橹ぃ琕单元为诘愕牡ピ#扛鼋诘阌蠿,两个自由度,该单元具有热流变简单性和应力刚化的特性,节点的三维粘弹性单元,该单元具有温度自由度并适合于曲线边界条件,算力水平的影响和位移边界约束对药柱变形和应力水平的影响等,这些结论对固体推进剂药柱的结构分析是适用的。我们可以在这些分析结果的基础上,析结果为工程实践提供相应的参考,从而可以节约大量的试验经费,做到以较少的投入获得较高的回报。关键词:固体火箭推进剂;粘弹性;不可压缩性;有限元法;结构分析哈尔滨【檀笱妒垦宦畚
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第一章绪论固体火箭发动机适用性更加广泛,这是因为和液体火箭发动机系统相比,它具有能量密度高,体积小,反应快,可靠性高,制造和使用成本低,能长期贮存,能回收和修理的优点。固体火箭发动机的燃烧室就是导弹弹体的主要组成部分,不需要推进剂输送系统、增压系统和推力室的冷却系统等,因而结构简单、紧凑。同时固体火箭发动机的运转部件少,因而工作可靠性高。实践表明,固体火箭发动稍作检查或作必要的药柱装填即可,因此其发射前的准备工作也很简单,有固体火箭发动机最显著的用途是军事上,而且较液体火箭发动机而言,具体而言主要体现在以下几个方面⋯:、工作可靠机的可靠度能达到%以上。、使用方便由于固体火箭发动机无需复杂的只常维护,因此相应的地面维护设备就大为简化。又由于固体推进剂一般是事先已浇注在发动机中,或者预制成专门的形状,所以在操作使用时不象液体导弹那样需要对导弹实施加注,只要利于提高导弹的快速反应能力。对于战术武器,它适于装机、装舰、对于战略导弹,也适用于机动或水下发射。固体火箭发动机适于长期保持发射状态,并能在接到指令后立即发射,因此无沦是对于战略武器在核打击情况下,保持还手能力,还是对于战术武器在瞬息万变的作战环境中捕捉战机,这一特点都是非常宝贵的。固体火箭发动机能够在极短的时间内,达到最大推力,使仝弹获得足够的加速度。这一特点对于地对空导弹是尤为重要的,它可以简化发射装置,有利于弹体姿态稳定,迅速达到较大速度,以机动迎敌。、,而今多采用单推力发动机,从而大大简化了全弹结构。哈尔滨撼檀笱妒垦宦畚
在射程大体相同的条件下,固体火箭发动机所消耗的推进剂要比液体火层空间环境中长期贮存,随时待命发射,因而它在未来的卫星一太空防御体航天飞机运载工具的设计方案已经确定,其共同的特点是都采用了固体推进剂助推器,如美国的航天飞机与大力神⒎ü陌⒗。其实从美国的雷神一德尔塔、大力神到航天飞机的演变就可以看的严重后果。不过随着科学技术的进步、、便于装载箭发动机少得多,这样一方面有利于减轻导弹的起飞重量,一方面还能缩小导弹的外形尺寸。因此固体火箭发动机适用于体积受限场合,便于装车、装机、装舰。固体火箭推进技术除了在军事上的大量应用外,同时还在航空航天中得到广泛的应用。例如它常被用作大型运载火箭的助推发动机:航天飞行器的近地点、远地点加速发动机、变轨发动机和再入体返回发动机,或座舱的逃逸火箭等。固体火箭发动机还可用作反卫星武器的动力装置。由于它能在外系中会得到近一步的发展与应用。世纪是航天飞机和太空战技术蓬勃发展的年代。美、法和只本等国的出:在液体柱发动机周围并联固体起飞助推器,再加固体推进剂顶级发动机,是一条贯彻始终的设计思想。当然,目前在固体火箭发动机的使用过程中也存在一些缺陷,如固体火箭发动机系统不能象液体火箭发动机系统那样可以随意多次重启动,其推力也不容易随机地进行调解。而且固体火箭发动机系统的比冲一般比较低,其燃烧室的冷却和活动喷管的密封工艺技术要求比较高。另外在导弹贮存期问,如果壳体或药柱发生损伤或破坏,可能产生丧失作战能力乃至危及自身安全需的固体助推火箭的应用,固体火箭推