本文選題：整流罩 + 模態(tài)綜合法　； 參考：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著國(guó)內(nèi)航天工程的發(fā)展,在運(yùn)載火箭部件大尺寸,輕量化的趨勢(shì)下,開(kāi)展對(duì)航天器諸如整流罩,級(jí)間段等部分的動(dòng)力學(xué)仿真研究的時(shí)候,其結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的變形以及振動(dòng)必須進(jìn)行考慮,而傳統(tǒng)的純剛體建模已經(jīng)很難準(zhǔn)確的模擬實(shí)際的情況,依據(jù)剛體進(jìn)行分析設(shè)計(jì)會(huì)增加運(yùn)載過(guò)程中產(chǎn)生故障的風(fēng)險(xiǎn),故在進(jìn)行分析時(shí)必須考慮部件的柔性特征才能更為真實(shí)的模擬部件的動(dòng)力學(xué)行為。本課題基于國(guó)內(nèi)某型號(hào)火箭的科研項(xiàng)目,其整流罩具有大尺寸,大柔性,輕質(zhì)量的特點(diǎn),故其拋罩過(guò)程是一個(gè)彈性振動(dòng)與剛體運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。故為了準(zhǔn)確模擬其在分離過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)行為,需要對(duì)目標(biāo)部件進(jìn)行柔性建模,并進(jìn)行柔體動(dòng)力學(xué)仿真研究。本文分別通過(guò)模態(tài)綜合法及顯式算法,運(yùn)用ADAMS和ABAQUS等軟件對(duì)整流罩分離過(guò)程進(jìn)行柔性動(dòng)力學(xué)仿真研究。本文主要研究?jī)?nèi)容如下所示：1.基于實(shí)際整流罩結(jié)構(gòu)建立整流罩的數(shù)字化模型,并通過(guò)對(duì)整流罩結(jié)構(gòu)的分析以及參考實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),明確模型結(jié)構(gòu)、邊界條件以及載荷狀況,得出整流罩模型剛?cè)狁詈辖７桨?為后續(xù)的研究工作打下基礎(chǔ)。2.運(yùn)用商用有限元軟件ABAQUS得出柔化部件的模態(tài)中性文件(mnf),并對(duì)半罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步的靜力學(xué)分析,結(jié)合虛擬樣機(jī)軟件ADAMS建立整流罩分離的多體動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)其正常工作狀態(tài)下進(jìn)行仿真分析,研究整流罩在分離過(guò)程中的工作性能。3.通過(guò)商用有限元軟件ABAQUS建立有限元模型,對(duì)整流罩結(jié)構(gòu)故障工況通過(guò)顯式動(dòng)力學(xué)以及模態(tài)綜合法進(jìn)行仿真分析,研究整流罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全冗余,并通過(guò)分析兩者的差別,研究使用模態(tài)綜合法解決整流罩分離問(wèn)題的可行性。本研究為柔性整流罩結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)參考以及依據(jù)。并對(duì)類似情況的多柔體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題提供了一種較為效率的解決方案。
[Abstract]:With the development of domestic space engineering, under the trend of large size and light weight of launch vehicle parts, the dynamic simulation of spacecraft such as fairing, interstage segment and so on is carried out. The deformation and vibration of the structure in the course of motion must be taken into account, but the traditional pure rigid body modeling has been difficult to accurately simulate the actual situation, according to the rigid body analysis and design will increase the risk of failure in the course of transportation. Therefore, in order to simulate the dynamic behavior of the components, the flexible characteristics of the components must be taken into account in the analysis. Based on the research project of a certain type of rocket in China, the fairing has the characteristics of large size, large flexibility and light mass, so the shrouding process is a composite motion of elastic vibration and rigid body motion. Therefore, in order to accurately simulate the dynamic behavior of the target components in the separation process, it is necessary to carry out flexible modeling and flexible body dynamics simulation. In this paper, the flexible dynamic simulation of the fairing separation process is carried out by means of modal synthesis method and explicit algorithm, using software such as ADAMS and ABAQUS. The main contents of this paper are as follows: 1. The digital model of the fairing is established based on the actual fairing structure. By analyzing the fairing structure and referring to the actual experimental data, the model structure, boundary conditions and load condition are defined. The rigid-flexible coupling modeling scheme of fairing model is obtained, which lays a foundation for further research. 2. Using the commercial finite element software ABAQUS, the modal neutral file of the flexible component is obtained, and the preliminary statics analysis of the half-cover structure is carried out. Combined with the virtual prototype software ADAMS, the multi-body dynamic model of the fairing separation is established. The performance of the fairing in the process of separation is studied by simulation and analysis under normal working condition. The finite element model is established by the commercial finite element software ABAQUS, and the explicit dynamics and modal synthesis method are used to simulate and analyze the malfunction condition of the fairing structure. The safety redundancy of the fairing structure design is studied, and the difference between the two methods is analyzed. The feasibility of using modal synthesis method to solve the problem of fairing separation is studied. This study provides data reference and basis for the research and design of flexible fairing structure. A more efficient solution to the problem of multi-flexible body dynamics in similar cases is provided.
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V411.8

【共引文獻(xiàn)】

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9 魏s，

本文編號(hào)：1921667