【摘要】：目前,運(yùn)載火箭的點(diǎn)式捆綁分離結(jié)構(gòu)在承載過程中會產(chǎn)生過大的集中載荷,為了從根本上解決這個問題,必須研制新型的捆綁結(jié)構(gòu)——線式捆綁分離裝置。本文首先模擬了線式捆綁分離裝置的工作過程,深入研究了其捆綁和分離原理。在此基礎(chǔ)上,完成了線式捆綁分離裝置的優(yōu)化研究,并設(shè)計出匹配的輔助結(jié)構(gòu)。最后,基于相似理論完成模擬試驗(yàn)設(shè)計,以驗(yàn)證該裝置的應(yīng)力分布均勻性。本文形成了一套完整的分析、優(yōu)化、設(shè)計及驗(yàn)證框架,可以為我國未來運(yùn)載火箭各類典型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了線式捆綁分離裝置的工作原理�；谟邢拊治�,分別采用靜力學(xué)和顯式動力學(xué)對捆綁裝置在捆綁狀態(tài)和分離過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析應(yīng)力狀態(tài),研究工作原理。隨后,通過逐級增加載荷的方式,試探出最合適分離的瞬態(tài)內(nèi)壓值P的范圍;并探究對分離效果產(chǎn)生影響的因素。(2)優(yōu)化了線式捆綁分離裝置的幾何形狀(中心線形狀)。通過對多種類型曲線的優(yōu)化對比,尋找到最佳線型——雙直線;并以此為基礎(chǔ),選擇合適的優(yōu)化算法和約束條件,精細(xì)優(yōu)化出形狀的具體尺寸。(3)設(shè)計了相匹配的輔助結(jié)構(gòu)。基于拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化技術(shù),結(jié)合半硬殼結(jié)構(gòu)的匹配性要求,設(shè)計出箱間段和斜頭錐段匹配的輔助結(jié)構(gòu)。隨后基于分級分區(qū)優(yōu)化策略,通過兩次系統(tǒng)性的循環(huán)優(yōu)化,進(jìn)一步降低了箭體的重量,增加了載荷的傳遞效率。(4)完成了模擬試驗(yàn)的設(shè)計。基于相似理論,運(yùn)用量綱分析法設(shè)計相似模型;并以應(yīng)力分布均勻性為目標(biāo),設(shè)計了等效模型。借助3D打印技術(shù),制作三維實(shí)體模型,完成了模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V475.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 范書群;戴政;黃誠;歐陽興;王斌;張希;;大直徑火箭半硬殼結(jié)構(gòu)框—桁匹配性設(shè)計[J];強(qiáng)度與環(huán)境;2015年03期

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4 張家鑫;王博;牛飛;程耿東;;分級型放射肋短殼結(jié)構(gòu)集中力擴(kuò)散優(yōu)化設(shè)計[J];計算力學(xué)學(xué)報;2014年02期

5 馮韶偉;劉竹生;馬忠輝;姚世東;;捆綁火箭助推器與芯級間捆綁聯(lián)接技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2012年06期

6 牛飛;王博;程耿東;;基于拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)設(shè)計[J];力學(xué)學(xué)報;2012年03期

7 何巍;劉偉;龍樂豪;;重型運(yùn)載火箭及其應(yīng)用探討[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2011年01期

8 毛佳;江振宇;陳廣南;張為華;;軸壓桁式半硬殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2010年05期

9 王博;;正交各向異性蜂窩材料多功能優(yōu)化設(shè)計[J];復(fù)合材料學(xué)報;2008年03期

10 李東;程堂明;;中國新一代運(yùn)載火箭發(fā)展展望[J];中國工程科學(xué);2006年11期

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2 牛飛;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計若干問題的建模、求解及解讀[D];大連理工大學(xué);2013年

3 徐鶴鳴;多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法的研究[D];上海交通大學(xué);2013年

4 張雪原;低沖擊分離裝置工作過程的數(shù)學(xué)建模與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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2 謝魯;膨脹管分離裝置的研究[D];南京理工大學(xué);2006年

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本文編號：2608933