推進劑管理用金屬膜片擠壓變形有限元分析.pdf

1、推進劑金屬膜片貯箱是空間飛行器上主要的驅(qū)動系統(tǒng)。工作時，在外部氣壓作用下金屬膜片從邊緣處開始翻轉(zhuǎn)，擠壓液體燃料將其排出，為外部裝置提供驅(qū)動力。因此，金屬膜片的翻轉(zhuǎn)直接影響飛行器的使用壽命。由于金屬膜片翻轉(zhuǎn)試驗代價太高，在工程應(yīng)用中不可能通過做大量實驗來驗證，往往依靠數(shù)值模擬的方法經(jīng)驗性地獲得膜片翻轉(zhuǎn)時的數(shù)據(jù)。因此，采用簡單有效的數(shù)值計算方法可靠地模擬金屬膜片的翻轉(zhuǎn)過程對于推進劑貯箱的設(shè)計和應(yīng)用具有重要的意義。
　　本文采用有限元方

2、法，系統(tǒng)地研究了推進劑貯箱金屬膜片的翻轉(zhuǎn)過程，并對金屬膜片進行了優(yōu)化設(shè)計。全文共分為四章，第一章主要介紹了推進劑貯箱的研究現(xiàn)狀，以及有限單元法在彈塑性問題中的應(yīng)用。第二章主要介紹了塑性變形的相關(guān)理論和有限元分析問題的基本步驟。第三章建立了推進劑貯箱金屬膜片的二維殼單元和三維殼單元模型，分別對膜片變形進行研究，得到膜片總體變化規(guī)律。第四章建立了貯箱金屬膜片整體三維殼單元模型，在均布壓力載荷作用下對金屬膜片厚度進行了優(yōu)化設(shè)計并得出了最佳厚度