基于拉压不同刚度的运载火箭捆绑联接装置力学特性研究

为提高运载能力,运载火箭多采用捆绑助推器的结构形式。以典型的捆绑火箭为背景,针对捆绑连杆特殊的结构形式造成的拉压不同刚度特性,采用双线性弹簧建立助推器径向平面机理模型,研究捆绑联接装置的动力学特性。通过与传统模型进行对比,表明拉压不同刚度模型能够更加准确地反映结构的频率和载荷,以分析结果作为依据,可以有效提高火箭结构设计的可靠性和合理性。

拉压刚度不同桁架的动力参变量变分原理和保辛算法

对于一些展开结构,为达到其设计性能,必须采用特殊的索、膜结构,这些索、膜部件表现出不同的拉压性质。具有拉、压不同性质的材料或结构的力学分析,体现出较强的非线性特征,需要针对这类问题发展有效的求解算法。建立了由拉压刚度不同杆单元组成的桁架结构的动力学参变量变分原理,将拉压刚度不同桁架问题的非线性动力分析转换为线性互补问题求解。结合时间有限元方法构造了求解此问题的保辛数值积分方法,此方法不需要迭代和刚度矩阵更新,避免了迭代求解方法的收敛问题,计算过程稳定、高效。

运载火箭捆绑装置力学特性研究

为了提高运载能力,运载火箭多采用芯级捆绑助推器的结构形式,而助推器捆绑装置的结构设计与分析是捆绑火箭的关键技术。以某捆绑火箭的典型捆绑装置为研究对象,对捆绑装置结构的力学特性进行研究,揭示其轴向拉压刚度不同这一重要特性。在此基础上,对引起捆绑装置拉压不同刚度的机理进行分析,提出并验证一种单自由度解析模型。基于该模型,对影响捆绑连杆轴向刚度的设计参数进行理论研究,分析可用于提高连杆拉伸刚度的可行方案,为结构设计提供参考和依据。

基于双线性连接模型的超静定捆绑火箭助推器动力学响应分析

对于长径比较高的助推器来说,为了提高与芯级的连接可靠性,可采用超静定捆绑连接方式。这种捆绑连接方式增加了助推器动力学响应分析的难度。以超静定捆绑火箭助推器为研究对象,通过引入拉压双线性弹簧模拟捆绑连接装置,建立合理的动力学分析模型,对系统进行数值求解,获得径向冲击作用下助推器的动力学响应特性。通过与静定捆绑模型的对比,获得超静定捆绑助推器的广义位移、频谱和内力的响应,从而为工程应用提供一定的参考和理论支撑。