含粘彈性襯層的圓柱殼結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)分析.pdf

1、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在藥柱澆鑄后,需要進(jìn)行降溫固化過(guò)程。由于推進(jìn)劑、襯層、絕熱層及殼體材料之間的熱膨脹系數(shù)不同,導(dǎo)致其收縮變形不同。在兩種材料的交界面處,因材料屬性的不同會(huì)有應(yīng)力集中的現(xiàn)象出現(xiàn),導(dǎo)致界面處出現(xiàn)裂紋、孔洞等缺陷,從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)失效,甚至發(fā)生大災(zāi)難。本課題采用有限元法,針對(duì)某型號(hào)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),模擬其固化降溫過(guò)程,分析襯層結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)。同時(shí)針對(duì)襯層附近交界面處的應(yīng)力情況,對(duì)襯層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:<

2、br>　　介紹固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及襯層對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的重要作用。同時(shí),概述目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性研究的進(jìn)展及成果,分析并總結(jié)影響襯層粘接性能的主要因素。
　　簡(jiǎn)述粘彈性理論的基本方程。在此基礎(chǔ)上,介紹了ABAQUS有限元軟件,并對(duì)其中粘彈性問(wèn)題的求解方法及軟件中的結(jié)構(gòu)熱分析給出了數(shù)學(xué)表達(dá)式,推導(dǎo)了瞬態(tài)溫度場(chǎng)和穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)下的有限元求解方法。
　　對(duì)于典型的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu),進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,建立1/2結(jié)構(gòu)的軸

3、對(duì)稱模型。對(duì)在自然環(huán)境中進(jìn)行固化降溫的有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的分布規(guī)律,并確定襯層界面的危險(xiǎn)點(diǎn)位置。同時(shí),針對(duì)襯層不同材料參數(shù)和襯層厚度對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響程度進(jìn)行對(duì)比分析。
　　針對(duì)某型號(hào)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際模型,分別建立含有人工脫粘層和不含人工脫粘層結(jié)構(gòu)的二維軸對(duì)稱模型。對(duì)在自然環(huán)境中進(jìn)行固化降溫的有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律。通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證人工脫粘層具有釋放應(yīng)力