固体微推力器及其测试台的研究与改进

发布时间：2017-10-11 18:00

  本文关键词：固体微推力器及其测试台的研究与改进

  更多相关文章： 固体微推力器阵列 固体微推力器测试台 隔热层 有限元分析 微型机械系统

【摘要】：本文研究的内容为固体微推力器的结构与改进,以及相应测试台的结构和改进工作。文章中主要包含三方面的工作:设计了一种应用于微推力器阵列的隔热措施,对其效果作了有限元仿真分析。为了减少固体微推力器的热损耗,在其上附加隔热措施,包括真空隔热层与碳化硅隔热层。为分析其隔热效果,分别建立了微推力器单元模型与的微推力器阵列模型,对模型进行了了瞬态传热仿真,并与未加隔热措施的微推力器模型做了效果对比,根据结果分析了隔热措施的有效性。为了验证仿真的准确性又作了仿真的网格无关性与步长独立性验证。设计了一种测试微推力器阵列推力的测试台架,根据需要又分别设计了两种测试台架的支撑板,对其响应效果作了仿真分析验证。具体内容为:根据对前人工作的分析,提出了一种体积较小而结构紧密的测试台架设计。并分析出影响测试台架性能的主要问题在台架的固定推力器的支撑板。分别设计了正方形与三角形两种不同的支撑板。又对这两种支撑板的有限元模型作了模态分析与瞬态动力学分析,对比了仿真结果。同时为了检验仿真结果的准确性而进行了网格无关性与步长独立性验证。设计了两种测试效果更精确,但可测试阵列面积较小的支撑板,并分析了其选材,对其响应效果作了仿真分析验证。这两种新的设计是为了进一步提高测试精度,并根据通过理论计算所得出的影响支撑板性能的结构材料参数关系,而进行改进的。它们在测试推力器阵列时产生的扰动更小,因而效果的精确度更高,但是却牺牲了板面面积,因而可以测试的阵列面积就减小了。对这两种支撑板进行了模态分析与瞬态动力学分析。并且为了验证仿真的准确性又作了仿真的网格无关性与步长独立性验证。
【关键词】：固体微推力器阵列 固体微推力器测试台 隔热层 有限元分析 微型机械系统
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V435
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 课题背景与研究意义9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-21
• 1.2.1 国内外对于微推力器的研究9-17
• 1.2.2 国内外微推力器测试台的研究概况17-21
• 1.3 本论文的研究内容21-23
• 第2章 微推力器阵列结构改进23-56
• 2.1 微推力器阵列结构23-29
• 2.1.1 装药设计24-25
• 2.1.2 喷管设计25-26
• 2.1.3 点火设计26-27
• 2.1.4 控制电路设计27-29
• 2.2 隔热措施结构设计29-30
• 2.3 微推力器单元隔热措施效果仿真30-43
• 2.3.1 微推力器单元隔热措施效果仿真计算30-38
• 2.3.2 仿真结果准确性验证38-43
• 2.4 3x3微推力器阵列传热仿真43-54
• 2.4.1 3x3微推力器阵列传热仿真计算43-50
• 2.4.2 仿真结果准确性验证50-54
• 2.5 本章小结54-56
• 第3章 阵列微推力器测试台架56-81
• 3.1 原测试台架56-57
• 3.2 推力器阵列测试系统分析57-59
• 3.3 推力器阵列测试台架设计59-60
• 3.4 支撑板的结构分析60-73
• 3.4.1 仿真分析模型建立61-62
• 3.4.2 测试台架有限元模型62-63
• 3.4.3 支撑板的模态分析63-70
• 3.4.4 支撑板的瞬态动力学分析70-73
• 3.4.5 仿真结果分析73
• 3.5 仿真结果准确性验证73-79
• 3.6 本章小结79-81
• 第4章 小型正方形支撑板81-108
• 4.1 对于影响推力测试台性能的因素分析81-83
• 4.2 支撑板结构设计83-86
• 4.2.1 几何结构设计83-85
• 4.2.2 材料选择85-86
• 4.3 支撑板仿真分析86-98
• 4.3.1 几何建模86-88
• 4.3.2 模态分析88-95
• 4.3.3 瞬态动力学分析95-98
• 4.4 仿真结果准确性验证98-107
• 4.5 本章小结107-108
• 结论108-110
• 参考文献110-113
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单113-114
• 致谢114

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本文编号：1013931