基于动态本构模型的整流罩铰链系统自冲击分析

《基于动态本构模型的整流罩铰链系统自冲击分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第棾棿卷第棿期计算力学学报斨旓旍棶棾棿棳斘旓棶棿棽棸棻椃年椄月斆旇旈旑斿旙斿斒旓旛旘旑斸旍旓旀斆旓旐旔旛旚斸旚旈旓旑斸旍斖斿斻旇斸旑旈斻旙斄旛旂旛旙旚棽棸棻椃斈斚斏椇棻棸棶椃椀棻棻棷旉旙旍旞棽棸棻椃棸棿棸棸棻棽棸棻椂棸椀棸棾棸棸棻郝鹏基于动态本构模型的整流罩铰链系统自冲击分析唐霄汉棻棳棽棳李彬棻棳李刚棻棳郝鹏灣棻棳陈聪棻棳任明法棻棬棻棶大连理工大学工程力学系棳工业装备结构分析国家重点实验室棳大连棻棻椂棸棽棿椈棽棶北京联合大学信息学院棳北京棻棸棸棻棸棻棭摘要椇整流罩铰链系统结构分析是大型整流罩分离分析的重要环节棳

2、也是国内新一代运载火箭研制过程中的关键技术之一暎基于棾棸斆旘斖旑斢旈斄和斱斣斆棿灢棻的力学性能试验研究棳得到材料的动态本构模型棳并建立整流罩及动态本构模型下的铰链系统有限元模型暎通过非线性显式动力学分析方法棳对铰链系统自冲击过程进行仿真棳得到冲击作用下铰链系统的应力和应变情况棳并通过内力分析得到自冲击过程中铰链系统的主要内力形式暎最后棳通过比较铰链系统动态本构与准静态本构下的自冲击响应棳验证并说明了动态本构模型对铰链系统自冲击仿真的影响暎计算结果表明棳自冲击作用会使铰链系统发生塑性变形棳且动态本构模型有利于反映

3、真实结果棳为新一代运载火箭的研制提供一定的参考价值暎关键词椇动态本构模型椈有限元法椈显式动力学椈铰链系统椈自冲击中图分类号椇斚棾棸棽椈斚棽棻棽棶棽棻文献标志码椇斄文章编号椇棻棸棸椃灢棿椃棸椄棬棽棸棻椃棭棸棿灢棸棿棸棾灢棸椄的结论暎可见棳局部构件对整体结构的影响有时不棻引言可忽略暎整流罩在横向解锁过程中棳铰链支座和旋整流罩是运载火箭的重要组成部分棳用于保护转销轴间会发生碰撞棳而碰撞所带来的冲击载荷可卫星及其他有效载荷棳以防止卫星受气动力暍气动能会使铰链系统发生破坏棳因此在动载荷下对铰链加热及声振等有害环境的影响暎

4、我国整流罩在分系统的强度分析也是至关重要的暎离时普遍采用旋抛方式棳而用于控制整流罩旋抛姿冲击碰撞问题属于复杂的动力学问题棳而动力态的组件定义为铰链系统棳主要包括铰链支座和铰学分析方法可分为隐式求解方法和显式求解方法暎链摆臂暎在尺寸大小上棳铰链系统虽然相对整流罩隐式方法每一步都要求解一个联立方程组棳需要大全罩要小得多棳但在整个分离过程中起到导向定位量的计算时间和内存空间棳而显式方法具有解耦特和控制分离的重要作用暎征棳不需求解联立方程组棳具有效率高和内存空间目前棳对整流罩的研究主要是关于全罩的分离少的优点暎学者将显

5、式方法与有限元方法结合棳对椲棻椵椲椄椵研究暎早期斨旈旍旍斸旍斸旡等对阿里安棿卫星整流罩各类复杂问题进行了相关研究暎李光耀采用显全罩进行三维建模和分析棳得到其分离特性棳分析式有限元法求解三维板料成形问题棳较准确地模拟椲椆棳棻棸椵过程考虑了非线性因素的影响椈后期随着斄斈斄斖斢了成形中的起皱现象暎赵成刚等对饱和多孔椲棽灢椂椵等商业软件的发展与成熟棳刘建等开始在这些介质的动力方程进行了显式有限元推导棳并对两相商业软件的计算平台上采用柔性多体动力学方法介质在输入地震波作用下的弹塑性动力反应进行椲棻棻椵对整流罩的分离过程进

6、行仿真棳但讨论的着重点都了准确高效的计算暎郝鹏等通过显式动力学分未涉及整流罩的某些局部构件的受力情况暎李刚析方法对加筋柱壳的后屈曲分析及优化设计进行椲椃椵等通过研究整流罩的弹簧组件对大型整流罩分了研究暎对于整流罩分离棳文献椲椃棳棻棽椵给出了相关离动力学的影响棳发现整流罩的弹簧组件的构型不的显式动力学分析方法棳并对气动作用下的地面分同棳对整流罩的分离特性和呼吸变形的影响也不同离试验进行了仿真预示暎铰链系统组成材料包括棾棸斆旘斖旑斢旈斄钢和收稿日期椇棽棸棻椂灢棸椀灢棸棾椈修改稿收到日期椇棽棸棻椂灢棸椆灢棸椃灡基金项

7、目椇椆椃棾项目棬棽棸棻棿斆斅棸棿椂椀棸椂棭椈国家自然科学基金斱斣斆棿灢棻钛合金棳它们具有高强度暍高韧性以及密棬棻棻棾椃棽棸椂棽棳棻棻棿棸棽棸棿椆棭资助项目棶度小等优点棳都属于高性能合金材料暎在快速冲击作者简介椇唐霄汉棬棻椆椄棽灢棭棳男棳博士生椈过程中棳材料的力学性能会受应变率的影响而不断郝鹏灣棬棻椆椄椂灢棭棳男棳博士棳副教授棬斉灢旐斸旈旍椇旇斸旓旔斿旑旂椑斾旍旛旚棶斿斾旛棶斻旑棭棶发生变化棳由此产生了与应变率相关的本构模型棳棿棸棿计算力学学报第棾棿卷即动态本构模型暎变来推导试样材料的应力灢应变关系棳进而测定材本

8、文将基于棾棸斆旘斖旑斢旈斄和斱斣斆棿灢棻的力学性料在一定应变率范围的动态应力灢应变行为暎该方能试验研究结果棳对整流罩的铰链系统引入相应的动法目前已经成为研究材料动态力学性能棳特别是高态本构模型棳建立有限元分析模型暎基于斄斅斄斞斦斢应变率下动态力学性能最基本的实验方法之一暎的显式动力学方法棳对铰链系统自冲击过程进行有本次试验采用的斎旓旔旊旈旑旙旓旑压杆装置结构如限元分析棳得到冲击作用对铰