基于映射法求解多項(xiàng)式混沌展開（PCE）系數(shù)過程中,不恰當(dāng)?shù)腜CE階數(shù)與高斯節(jié)點(diǎn)數(shù)會引起過擬合與欠擬合現(xiàn)象,嚴(yán)重影響PCE代理模型的計(jì)算精度。為避免過擬合與欠擬合現(xiàn)象,提出了改進(jìn)型PCE方法。確定自適應(yīng)PCE階數(shù)P^*和自適應(yīng)均勻網(wǎng)格（N^*）^d,并通過P^*和（N^*）^d計(jì)算各輸入變量的靈敏度指數(shù);基于所得靈敏度指數(shù)建立自適應(yīng)非均勻網(wǎng)格,求解PCE系數(shù)。采用所提方法對固體火箭發(fā)動機(jī)藥柱低溫點(diǎn)火算例進(jìn)行分析,研究材料參數(shù)隨機(jī)性對藥柱輸出響應(yīng)的影響,獲得輸出響應(yīng)的概率分布。研究結(jié)果表明,與傳統(tǒng)方法對比,所提方法能夠得到更加精確的不確定性量化分析結(jié)果,驗(yàn)證了所提方法的準(zhǔn)確性與高效性。 

【文章來源】：兵工學(xué)報. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

基于改進(jìn)型PCE方法不確定性量化流程圖

某固體火箭發(fā)動機(jī)由殼體、絕緣層和六角星形藥柱構(gòu)成，且藥柱材料為異佛爾酮二異氰酸酯/端羥基聚丁二烯(IPDI-HTPB)丁羥基推進(jìn)劑�？紤]到發(fā)動機(jī)幾何構(gòu)型和載荷的對稱性，建立藥柱結(jié)構(gòu)的1/12周期對稱性模型，如圖2所示。幾何參數(shù):藥柱長度L=1 600×10-3m、殼體厚度Rc=4×10-3m、絕緣層厚度Ri=2.7×10-3m、藥柱外半徑r=250×10-3m、藥柱內(nèi)半徑ri=32.5×10-3m、肉厚D=130×10-3m、星角數(shù)S=6、星槽圓弧半徑Pg=5×10-3m、星邊夾角B=47°、星角系數(shù)ε=0.8、星跟圓弧半徑Pb=11×10-3m.以該固體發(fā)動機(jī)低溫點(diǎn)火為例:點(diǎn)火前，藥柱經(jīng)4 d時間由零應(yīng)力溫度(58℃)降至-40℃，藥柱承受-40℃溫度載荷單獨(dú)作用;藥柱在-40℃自身溫度條件下點(diǎn)火后，藥柱承受溫度載荷預(yù)應(yīng)變與內(nèi)壓載荷的聯(lián)合疊加作用。設(shè)點(diǎn)火后的0.15 s時刻，藥柱燃燒室內(nèi)壓(點(diǎn)火藥與推進(jìn)劑燃燒所引起)達(dá)到初始壓力峰值且壓力峰值為44 MPa(假設(shè)點(diǎn)火藥與推進(jìn)劑燃燒充分)[10];點(diǎn)火后藥柱內(nèi)表面溫度為2 500℃．

藥柱低溫點(diǎn)火過程中，受溫度載荷與內(nèi)壓載荷雙重疊加作用。文獻(xiàn)[30]指出:在溫度載荷作用下，主要影響結(jié)構(gòu)完整性的是藥柱的泊松比PRXY與線膨脹系數(shù)ALPX;在內(nèi)壓載荷作用下，主要影響結(jié)構(gòu)完整性的是藥柱泊松比及推進(jìn)劑初始模量，但只有較小的推進(jìn)劑初始模量對應(yīng)變響應(yīng)作用明顯。藥柱低溫點(diǎn)火過程中的初始模量不屬于較小初始模量范疇，故本文選擇推進(jìn)劑線膨脹系數(shù)與泊松比作為研究的不確定性因素，其分布信息如表2所示。當(dāng)參考溫度為293.27 K時，表示時間-溫度移位因子的WLF方程可以表示為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于稀疏多項(xiàng)式混沌展開的孤島微電網(wǎng)概率潮流計(jì)算[J]. 何琨,徐瀟源,嚴(yán)正,王晗,洪元瑞.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(02)
[2]自由裝填式固體火箭發(fā)動機(jī)藥柱低溫點(diǎn)火結(jié)構(gòu)完整性分析[J]. 鄧康清,張路,龐愛民,余瑞,楊玲,信培培.  固體火箭技術(shù). 2018(04)
[3]低溫狀態(tài)點(diǎn)火瞬間固體發(fā)動機(jī)藥柱結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析[J]. 宋仕雄,史宏斌,劉中兵,沙寶林.  固體火箭技術(shù). 2018(03)
[4]固體發(fā)動機(jī)低溫點(diǎn)火條件下藥柱結(jié)構(gòu)完整性分析[J]. 劉中兵,周艷青,張兵.  固體火箭技術(shù). 2015(03)
[5]固體發(fā)動機(jī)低溫點(diǎn)火適應(yīng)性模擬試驗(yàn)技術(shù)[J]. 劉中兵,張兵,周艷青.  固體火箭技術(shù). 2015(02)
[6]點(diǎn)火過程對小型固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)彈道影響[J]. 劉赟,王浩,陶如意,朱德龍.  含能材料. 2013(01)
[7]基于粘彈性隨機(jī)有限元的固體推進(jìn)劑藥柱可靠性分析[J]. 張海聯(lián),周建平.  固體火箭技術(shù). 2003(03)
[8]材料性能對固體發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)完整性的影響[J]. 蒙上陽,唐國金,雷勇軍.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2002(05)

博士論文
[1]固體火箭發(fā)動機(jī)粘彈性藥柱的動態(tài)可靠度分析[D]. 張書俊.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]某型固體火箭發(fā)動機(jī)藥柱結(jié)構(gòu)完整性研究[D]. 高鳳蓮.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012



本文編號：3580783