基于三维网格模型的火箭模态特性预示

针对商业航天快速响应火箭型号,要求飞行可靠性高、准备周期短及发射成本低等,本文提出基于三维网格模型的模态特性仿真分析方法,首先对箭体进行精细化建模,对各单机、管路等结构件进行简化处理,由于预紧力作用下的螺栓连接,应力呈现出较强局部特性,所以对舱段连接采用等效刚度建模的方法,最终选择各舱段主体结构材料杨氏模量和舱段连接刚度作为待修正参数,基于灵敏度分析技术,修正箭体动力学模型,并基于该模型对其他箭体模态特性进行高精度预示,助力飞行试验的成功。

复杂舱段结构的快速有限元网格划分

当前航天装备承制周期较短,概念设计能力需求增强,仿真迭代设计工作增多,故需要提高结构的快速有限元建模能力,传统型号研制中较多采用六面体实体单元建模,建模水平要求高,效率较低。本文首先利用MSC.Apex软件对复杂结构进行二阶四面体单元网格自动划分,并验证其建模有效性,可替代人工六面体建模;再介绍单元拼接建模,对某些结构进行二阶四面体和六面体网格拼接,通过模态频率和模态振型两个方面验证建模的工程实用性,该方式兼顾了四面体建模的快速性和六面体网格易于编辑的优点,具备较高的工程创新性,可推广使用。