结构不确定性对运载火箭动力学特性影响分析

发布时间：2021-09-25 02:36

　　运载火箭的动力学特性是对其进行载荷计算、姿控控制和POGO分析的基础,对运载火箭的成功发射具有决定性作用,是运载火箭设计中的关键一环,具有重要的工程意义。运载火箭尺寸巨大、结构复杂,在其制造、安装和运输过程中会不可避免地产生不确定性误差,直接影响其动力学分析结果的正确性和可用性,因此对运载火箭进行动力学分析时考虑结构不确定性的影响是十分必要的。然而,直接获取其整体动力学特性是非常困难的,无论采取试验还是仿真手段都需要花费大量的人力物力。考虑到以上问题,本硕士论文采用模态综合法,研究了运载火箭各部段以及捆绑连接结构的不确定性对运载火箭整体频率的影响,并在此基础上开发了软件平台。模态综合法的使用显著降低了分析成本,软件平台为后续系列型号火箭的动力学特性分析提供了方便。本文主要工作内容如下:1)介绍了固定交界面法和自由交界面法的发展过程和理论内容,并通过实例说明了MSC NASTRAN中超单元分析模块的原理及其实现。然后参考目前较为通用的建模方式,建立了整体简化、局部精细的运载火箭动力学有限元模型,并对比了不同子结构划分方式的模态综合精度。2)研究了部件不确定性对整体动力学特性的影响。首先基... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 模态综合法
        1.2.2 结构不确定性建模方法
        1.2.3 工程仿真预示方法
    1.3 本文的主要研究内容
2 动力学模态综合法研究
    2.1 引言
    2.2 模态综合法原理
        2.2.1 固定交界面法
        2.2.2 自由交界面法
    2.3 MSC NASTRAN中的超单元模块
    2.4 运载火箭的简化有限元模型
    2.5 全箭模态综合分析
    2.6 本章小结
3 部件不确定性对整体动力学特性的影响
    3.1 引言
    3.2 运载火箭的振型斜率计算
        3.2.1 广义质量和振型提取
        3.2.2 局部振型斜率计算
    3.3 结构不确定性对整体频率的影响
        3.3.1 芯级主干上半级等结构的对整体影响
        3.3.2 芯级主干等结构对整体的影响
        3.3.3 助推等结构对整体的影响
    3.4 本章小结
4 捆绑连接结构不确定性对整体动力学特性的影响
    4.1 引言
    4.2 捆绑连接结构有限元模型
        4.2.1 主捆绑连接结构模型
        4.2.2 辅捆绑连接结构模型
    4.3 蒙特卡洛模拟基本思想
    4.4 数值算例
        4.4.1 单随机参数算例
        4.4.2 多随机参数算例
    4.5 参数不确定性影响总结
    4.6 本章小结
5 模态综合预示软件平台开发
    5.1 引言
    5.2 软件平台简介
        5.2.1 PyQt简介
        5.2.2 模态综合软件LVSyn_SiPESC
    5.3 模态综合模块
    5.4 连接不确定性模块
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3408916