含粘彈性襯層的圓柱殼結構力學響應分析.pdf

1、固體火箭發(fā)動機在藥柱澆鑄后,需要進行降溫固化過程。由于推進劑、襯層、絕熱層及殼體材料之間的熱膨脹系數不同,導致其收縮變形不同。在兩種材料的交界面處,因材料屬性的不同會有應力集中的現象出現,導致界面處出現裂紋、孔洞等缺陷,從而造成發(fā)動機在工作時失效,甚至發(fā)生大災難。本課題采用有限元法,針對某型號固體火箭發(fā)動機,模擬其固化降溫過程,分析襯層結構的力學響應。同時針對襯層附近交界面處的應力情況,對襯層結構進行優(yōu)化設計。本文的主要研究內容如下:<

2、br>　　介紹固體火箭發(fā)動機的結構特點及襯層對于整體結構的重要作用。同時,概述目前國內外對于固體火箭發(fā)動機結構完整性研究的進展及成果,分析并總結影響襯層粘接性能的主要因素。
　　簡述粘彈性理論的基本方程。在此基礎上,介紹了ABAQUS有限元軟件,并對其中粘彈性問題的求解方法及軟件中的結構熱分析給出了數學表達式,推導了瞬態(tài)溫度場和穩(wěn)態(tài)溫度場下的有限元求解方法。
　　對于典型的固體火箭發(fā)動機結構,進行結構簡化,建立1/2結構的軸

3、對稱模型。對在自然環(huán)境中進行固化降溫的有限元模型進行數值模擬,分析其溫度場、應力場、應變場的分布規(guī)律,并確定襯層界面的危險點位置。同時,針對襯層不同材料參數和襯層厚度對應力場的影響程度進行對比分析。
　　針對某型號固體火箭發(fā)動機的實際模型,分別建立含有人工脫粘層和不含人工脫粘層結構的二維軸對稱模型。對在自然環(huán)境中進行固化降溫的有限元模型進行數值模擬,分析其溫度場、應力場的分布規(guī)律。通過對結果進行對比分析,驗證人工脫粘層具有釋放應力