复合材料壳体挂机飞行一体化结构优化设计分析

作     者：刘鎏 张蕾蕾 宋学宇 贾有军 刘浩 LIU Liu;ZHANG Leilei;SONG Xueyu;JIA Youjun;LIU Hao

作者机构：中国航天科技集团有限公司四院四十一所西安710025 西安微电子技术研究所西安710000 西北工业大学航天学院西安710072 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB1103400) 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2019年第42卷第6期

页      码：679-685页

摘      要：针对固体火箭发动机复合材料壳体挂机飞行一体化结构优化设计问题,提出了基于拓扑优化和多参数目标驱动优化相结合的两步设计法。首先针对挂机飞行金属结构进行拓扑优化,优化后结构质量由8.6 kg降低至6.0 kg,实现了结构轻量化设计目的;然后针对复合材料挂机飞行一体化结构进行多参数目标驱动优化并进行参数敏感性分析,结构整体质量由6.0 kg进一步降低至5.94 kg。参数敏感性分析结果表明,挂飞连接支座上肢板厚度为关键尺寸,而挂飞结构外缠绕层宽度对整体结构强度贡献较小。静力载荷试验结果表明,壳体及挂机结构应变在10~140 kN前应变与载荷基本呈线性增长,当超过140 kN后挂机结构外部环向纤维开始断裂,挂机结构出现破坏,载荷设计值与实验值相对误差为15.6%,这是由于载荷试验采用单一吊耳加载而导致结构受力过于集中而相对容易发生破坏。

主 题 词：固体火箭发动机 复合材料壳体挂机结构 拓扑优化 参数优化 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7673/j.issn.1006-2793.2019.06.001

馆 藏 号：203872069...