宇航線式火工分離裝置數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、火工分離裝置是航天飛行器上完成分離解鎖任務(wù)的主要部件，能否順利解鎖直接關(guān)系到宇航飛行器的任務(wù)完成與否，以及宇航員與設(shè)備的安全。對于宇航線式火工分離裝置的研制，傳統(tǒng)的途徑是采用經(jīng)驗設(shè)計——試驗——修改設(shè)計的方式，需要進行反復(fù)試驗和修改設(shè)計，導(dǎo)致工程成本高，研制周期長。 本文采用數(shù)值模擬技術(shù)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，對宇航線式火工分離裝置作了較為系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容如下： (1)以有限元軟件為平臺，采用參數(shù)化編程建立2維模型和3維

2、模型，分別對宇航線式火工分離裝置爆炸分離過程和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了大量數(shù)值模擬計算，描述了分離裝置在爆炸過程的響應(yīng)特性，并得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)對分離裝置爆炸沖擊的影響。 (2)以分離裝置徹底分離所需炸藥量最小為目標(biāo)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力為約束，采用響應(yīng)面方法建立優(yōu)化模型，對宇航線式火工分離裝置裝藥腔進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 (3)以結(jié)構(gòu)最容易爆炸分離為目標(biāo)，爆炸前蒙皮滿足應(yīng)力約束。采用(2)中提到的方法建立優(yōu)化模型，對宇航線式火工分離裝置中蒙皮削弱槽結(jié)構(gòu)