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固体火箭发动机药柱结构完整性数值分析

孙海滨  
【摘要】: 在固体火箭发动机的研究中,发动机的可靠性问题一直受到人们的高度重视。由于承受高温、高压和飞行过载等因素的影响,在地面试验和飞行过程中,如不能按预定程序工作或因自身结构存在固有缺陷,极易出现故障,甚至发生意外事故。因此从理论上和工程实践中开展固体火箭发动机的结构完整性分析和可靠性研究是十分必要的。固体火箭发动机装药是发动机重要组成部分,其结构完整性和可靠性将直接影响到发动机的整体可靠性。 本文以固体火箭发动机复合推进剂装药在固化降温和点火过程中所常见的强度问题为研究背景,以某一具体型号固体火箭发动机为研究对象,对复合推进剂装药的结构进行了多方面的数值分析研究,所得结论对工程应用和试验设计具有一定的指导和参考意义。主要研究内容为: 1)进行了单孔管状药多裂纹相互影响分析,对比了两裂纹在不同夹角时,裂纹尖端场随夹角的变化规律。 2)分析了不同裂纹尺寸和不同张角时裂纹尖端场应力集中程度的变化,总结了裂纹尺寸对发动机可靠性的影响。 3)模拟了星型药柱固化降温过程,得出了应力集中点应力随时间的变化规律。 4)建立了含应力释放罩管状药固化模型,评价了采用应力释放罩后应力集中改善的有效性。


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