可重復(fù)使用火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計與數(shù)字化仿真

第1章獵鷹9號運載火箭介紹1
第2章火箭貯箱設(shè)計與強度校核8
2.1貯箱系統(tǒng)8
2.1.1概述8
2.1.2貯箱結(jié)構(gòu)形式10
2.1.3貯箱強度設(shè)計準則12
2.1.4貯箱強度設(shè)計基礎(chǔ)13
2.2貯箱設(shè)計與校核經(jīng)典案例19
2.2.1概述19
2.2.2設(shè)計要求20
2.2.3筒段設(shè)計20
2.2.4箱底設(shè)計22
2.2.5前、后短殼設(shè)計24
2.2.6叉形環(huán)強度校核25
2.3貯箱有限元強度校核26
2.3.1設(shè)計概述26
2.3.2有限元模型介紹26
2.3.3相互作用關(guān)系定義26
2.3.4建立邊界條件27
2.3.5分析步設(shè)置27
2.3.6箱筒段強度校核28
2.3.7箱底內(nèi)壓強度校核30
2.3.8前、后短殼強度校核31
2.3.9叉形環(huán)強度校核33
2.3.10小結(jié)34
2.4貯箱設(shè)計評述34
參考文獻36
第3章火箭垂直回收著陸支腿設(shè)計38
3.1概述38
3.2著陸支腿設(shè)計準則39
3.3著陸穩(wěn)定性40
3.3.1概述40
3.3.2著陸穩(wěn)定性判據(jù)條件40
3.4著陸支腿緩沖器設(shè)計42
3.4.1著陸載荷計算42
3.4.2緩沖器類型43
3.4.3緩沖器的工作行程43
3.4.4著陸過載設(shè)計驗證44
3.4.5緩沖器等效建模45
3.5著陸支腿設(shè)計案例47
3.5.1設(shè)計輸入?yún)?shù)47
3.5.2著陸支腿構(gòu)型47
3.5.3著陸載荷計算48
3.5.4緩沖系統(tǒng)工作行程設(shè)計48
3.5.5著陸過載設(shè)計驗證49
3.5.6緩沖器等效參數(shù)49
3.6著陸動力學(xué)仿真50
3.6.1概述50
3.6.2有限元模型組成50
3.6.3相互作用關(guān)系定義51
3.6.4載荷邊界建立52
3.6.5仿真設(shè)置52
3.6.6仿真結(jié)果53
3.6.7小結(jié)56
3.7著陸支腿設(shè)計評述56
參考文獻56
第4章火箭非火工氣動分離裝置58
4.1研究背景58
4.2分離裝置設(shè)計要求58
4.3冷氣分離能源裝置60
4.3.1國內(nèi)外應(yīng)用實例60
4.3.2設(shè)計案例62
4.3.3有限元仿真68
4.4冷氣分離解鎖裝置72
4.4.1國內(nèi)外應(yīng)用實例72
4.4.2設(shè)計案例74
4.4.3有限元仿真77
4.5總結(jié)81
參考文獻81
第5章火箭管路隨機振動83
5.1管路系統(tǒng)83
5.1.1概述83
5.1.2管路布局83
5.1.3故障模式88
5.2管路隨機振動分析89
5.2.1概述89
5.2.2管路振動疲勞分析及評估89
5.3管路隨機振動仿真97
5.3.1概述97
5.3.2大質(zhì)量法97
5.3.3有限元模型98
5.3.4分析工況100
5.3.5分析步設(shè)置100
5.3.6相互作用關(guān)系設(shè)置101
5.3.7載荷與邊界設(shè)置101
5.3.8力載荷加載與作業(yè)提交102
5.3.9仿真結(jié)果103
5.3.10疲勞壽命分析106
5.3.11小結(jié)106
5.4管路設(shè)計評述106
5.4.1概述106
5.4.2典型失利案例106
5.4.3小結(jié)107
參考文獻107
第6章飛行器防熱系統(tǒng)設(shè)計與仿真109
6.1防熱設(shè)計109
6.1.1概述109
6.1.2防熱體系介紹111
6.1.3傳熱仿真基本原理114
6.1.4防熱設(shè)計準則116
6.2結(jié)構(gòu)熱試驗117
6.2.1電弧風(fēng)洞117
6.2.2輻射加熱法118
6.3防熱設(shè)計與校核經(jīng)典案例120
6.3.1概述120
6.3.2設(shè)計要求121
6.3.3材料性能121
6.3.4輸入條件121
6.3.5有限元仿真121
6.3.6Fortran子程序123
6.3.7小結(jié)125
6.4防熱設(shè)計評述125
參考文獻125
第7章堆疊衛(wèi)星低頻振動分析127
7.1概述127
7.2堆疊衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計方案128
7.2.1Starlink衛(wèi)星堆疊方式128
7.2.2星箭分離運動分析129
7.3衛(wèi)星低頻振動環(huán)境載荷分析131
7.3.1概述131
7.3.2星箭耦合分析131
7.3.3星箭耦合分析瞬態(tài)響應(yīng)工程處理方法133
7.4衛(wèi)星低頻振動考核方法135
7.4.1概述135
7.4.2衛(wèi)星低頻振動試驗“帶谷”技術(shù)135
7.4.3正弦振動試驗頻譜分析方法136
7.5堆疊衛(wèi)星低頻振動分析案例136
7.5.1概述136
7.5.2分析難點137
7.5.3仿真建模138
7.5.4分析步設(shè)置139
7.5.5相互作用關(guān)系設(shè)置139
7.5.6載荷與邊界設(shè)置140
7.5.7仿真結(jié)果140
7.6堆疊衛(wèi)星設(shè)計評述144
參考文獻144
第8章柵格舵展開力學(xué)特性分析146
8.1概述146
8.1.1柵格舵系統(tǒng)組成147
8.1.2柵格舵的氣動特性148
8.1.3柵格舵工藝方法149
8.2柵格舵力學(xué)特性分析149
8.2.1柵格舵展開動力學(xué)分析149
8.2.2柵格舵根部強度分析151
8.2.3柵格舵系統(tǒng)的模態(tài)分析 152
8.3柵格舵展開等效試驗方法153
8.3.1柵格舵等效試驗原理圖153
8.3.2角速度測量方法154
8.3.3橡皮繩等效加載方法154
8.4案例分析154
8.4.1仿真背景154
8.4.2模型簡介155
8.4.3典型工況分析156
8.4.4分析步設(shè)置157
8.4.5相互作用關(guān)系定義157
8.4.6載荷邊界條件158
8.4.7仿真結(jié)果158
8.5柵格舵設(shè)計述評159
參考文獻160
第9章整流罩設(shè)計與分離仿真162
9.1概述162
9.2整流罩結(jié)構(gòu)163
9.2.1半硬殼式加筋結(jié)構(gòu)163
9.2.2蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)167
9.3整流罩分離設(shè)計169
9.3.1概述169
9.3.2旋轉(zhuǎn)式分離170
9.3.3平推式分離171
9.4整流罩平推分離動力學(xué)仿真175
9.4.1結(jié)構(gòu)概述175
9.4.2流固耦合VTL技術(shù)介紹175
9.4.3CAE模型介紹176
9.4.4定義相互作用關(guān)系177
9.4.5載荷邊界建立178
9.4.6仿真參數(shù)設(shè)置178
9.4.7仿真結(jié)果179
9.4.8小結(jié)180
9.5整流罩設(shè)計評述181
參考文獻181
第10章碳纖維復(fù)合材料在火箭結(jié)構(gòu)部段的應(yīng)用183
10.1概述183
10.2碳纖維復(fù)合材料艙段結(jié)構(gòu)與力學(xué)分析186
10.2.1典型碳纖維復(fù)合材料艙結(jié)構(gòu)形式186
10.2.2典型碳纖維復(fù)合材料艙段的生產(chǎn)制造工藝188
10.2.3碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)分析基礎(chǔ)189
10.3火箭部段設(shè)計與校核經(jīng)典案例194
10.3.1有限元建模194
10.3.2仿真設(shè)置196
10.3.3相互作用關(guān)系定義196
10.3.4載荷邊界建立196
10.3.5仿真結(jié)果197
10.3.6小結(jié)198
10.4碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用評述199
參考文獻199
后記201