本文關(guān)鍵詞：固體微推力器及其測試臺的研究與改進

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【摘要】：本文研究的內(nèi)容為固體微推力器的結(jié)構(gòu)與改進,以及相應(yīng)測試臺的結(jié)構(gòu)和改進工作。文章中主要包含三方面的工作:設(shè)計了一種應(yīng)用于微推力器陣列的隔熱措施,對其效果作了有限元仿真分析。為了減少固體微推力器的熱損耗,在其上附加隔熱措施,包括真空隔熱層與碳化硅隔熱層。為分析其隔熱效果,分別建立了微推力器單元模型與的微推力器陣列模型,對模型進行了了瞬態(tài)傳熱仿真,并與未加隔熱措施的微推力器模型做了效果對比,根據(jù)結(jié)果分析了隔熱措施的有效性。為了驗證仿真的準確性又作了仿真的網(wǎng)格無關(guān)性與步長獨立性驗證。設(shè)計了一種測試微推力器陣列推力的測試臺架,根據(jù)需要又分別設(shè)計了兩種測試臺架的支撐板,對其響應(yīng)效果作了仿真分析驗證。具體內(nèi)容為:根據(jù)對前人工作的分析,提出了一種體積較小而結(jié)構(gòu)緊密的測試臺架設(shè)計。并分析出影響測試臺架性能的主要問題在臺架的固定推力器的支撐板。分別設(shè)計了正方形與三角形兩種不同的支撐板。又對這兩種支撐板的有限元模型作了模態(tài)分析與瞬態(tài)動力學分析,對比了仿真結(jié)果。同時為了檢驗仿真結(jié)果的準確性而進行了網(wǎng)格無關(guān)性與步長獨立性驗證。設(shè)計了兩種測試效果更精確,但可測試陣列面積較小的支撐板,并分析了其選材,對其響應(yīng)效果作了仿真分析驗證。這兩種新的設(shè)計是為了進一步提高測試精度,并根據(jù)通過理論計算所得出的影響支撐板性能的結(jié)構(gòu)材料參數(shù)關(guān)系,而進行改進的。它們在測試推力器陣列時產(chǎn)生的擾動更小,因而效果的精確度更高,但是卻犧牲了板面面積,因而可以測試的陣列面積就減小了。對這兩種支撐板進行了模態(tài)分析與瞬態(tài)動力學分析。并且為了驗證仿真的準確性又作了仿真的網(wǎng)格無關(guān)性與步長獨立性驗證。
【關(guān)鍵詞】：固體微推力器陣列 固體微推力器測試臺 隔熱層 有限元分析 微型機械系統(tǒng)
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V435
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題背景與研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-21
• 1.2.1 國內(nèi)外對于微推力器的研究9-17
• 1.2.2 國內(nèi)外微推力器測試臺的研究概況17-21
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容21-23
• 第2章 微推力器陣列結(jié)構(gòu)改進23-56
• 2.1 微推力器陣列結(jié)構(gòu)23-29
• 2.1.1 裝藥設(shè)計24-25
• 2.1.2 噴管設(shè)計25-26
• 2.1.3 點火設(shè)計26-27
• 2.1.4 控制電路設(shè)計27-29
• 2.2 隔熱措施結(jié)構(gòu)設(shè)計29-30
• 2.3 微推力器單元隔熱措施效果仿真30-43
• 2.3.1 微推力器單元隔熱措施效果仿真計算30-38
• 2.3.2 仿真結(jié)果準確性驗證38-43
• 2.4 3x3微推力器陣列傳熱仿真43-54
• 2.4.1 3x3微推力器陣列傳熱仿真計算43-50
• 2.4.2 仿真結(jié)果準確性驗證50-54
• 2.5 本章小結(jié)54-56
• 第3章 陣列微推力器測試臺架56-81
• 3.1 原測試臺架56-57
• 3.2 推力器陣列測試系統(tǒng)分析57-59
• 3.3 推力器陣列測試臺架設(shè)計59-60
• 3.4 支撐板的結(jié)構(gòu)分析60-73
• 3.4.1 仿真分析模型建立61-62
• 3.4.2 測試臺架有限元模型62-63
• 3.4.3 支撐板的模態(tài)分析63-70
• 3.4.4 支撐板的瞬態(tài)動力學分析70-73
• 3.4.5 仿真結(jié)果分析73
• 3.5 仿真結(jié)果準確性驗證73-79
• 3.6 本章小結(jié)79-81
• 第4章 小型正方形支撐板81-108
• 4.1 對于影響推力測試臺性能的因素分析81-83
• 4.2 支撐板結(jié)構(gòu)設(shè)計83-86
• 4.2.1 幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計83-85
• 4.2.2 材料選擇85-86
• 4.3 支撐板仿真分析86-98
• 4.3.1 幾何建模86-88
• 4.3.2 模態(tài)分析88-95
• 4.3.3 瞬態(tài)動力學分析95-98
• 4.4 仿真結(jié)果準確性驗證98-107
• 4.5 本章小結(jié)107-108
• 結(jié)論108-110
• 參考文獻110-113
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單113-114
• 致謝114

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本文編號：1013931