[發(fā)明專利]一種新的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法

在審

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• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN104699877A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙志杰;狄文斌;劉靖華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 馮和純

1.一種衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，包括：

步驟一、建立衛(wèi)星整流罩分離有限元數(shù)學(xué)模型；

步驟二、應(yīng)用非線性顯示算法對所述有限元數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解；

步驟三、在所述有限元數(shù)學(xué)模型中去除分離彈簧模型，得到更新后的有限元數(shù)學(xué)模型，并將步驟二得到的計(jì)算結(jié)果代入更新后的有限元數(shù)學(xué)模型；

步驟四、應(yīng)用非線性顯示算法計(jì)算剩余時(shí)間內(nèi)的整流罩分離過程，并獲得計(jì)算結(jié)果。

2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述有限元數(shù)學(xué)模型由結(jié)構(gòu)模型、材料模型、分離載荷模型以及接觸模型組合而成。

3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述有限元數(shù)學(xué)模型的運(yùn)動微分方程為：

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其中，為總體質(zhì)量矩陣；和為總體節(jié)點(diǎn)的速度和加速度矢量；為總體載荷矢量，由節(jié)點(diǎn)載荷、面力和體積力形成；為內(nèi)力矢量，為單元內(nèi)力和接觸力之和；為沙漏阻力；為結(jié)構(gòu)阻尼矩陣；代表當(dāng)前時(shí)刻。

4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)模型根據(jù)整流罩的結(jié)構(gòu)確定，其中，整流罩縱向、橫向分離面的端框?yàn)闅卧问剑幻善闅卧问剑昏鞐l為梁單元形式；環(huán)框?yàn)闅卧问剑凰懈郊把b配件以集中質(zhì)量的形式建模，并通過剛性連接至整流罩主體結(jié)構(gòu)上；各部分的連接采用節(jié)點(diǎn)重合方法。

5.依據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述材料模型根據(jù)結(jié)構(gòu)各部分的材料類型而確定：金屬模型采用各向同性材料模型；復(fù)合材料采用復(fù)合材料模型，包含材料本體信息、粘結(jié)信息以及鋪層信息。

6.依據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述分離載荷模型根據(jù)實(shí)際分離力確定：彈射筒的作用力采用時(shí)間與力所定義曲線的集中力模型，具體為，其中為第個(gè)時(shí)刻，為第個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的力，為數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目；對于整流罩根部的分離彈簧的作用力，采用具有初始預(yù)壓縮量以及線性剛度的彈簧單元定義，，為分離彈簧的初始壓縮力，為彈簧剛度，為彈簧位移，為分離彈簧的最大有效行程；將火箭過載以集中力方式施加到箭體上，，其中為過載系數(shù)，為全箭質(zhì)量，為重力加速度。

7.依據(jù)權(quán)利要求2所述的衛(wèi)星整流罩虛擬分離方法，其特征在于，所述接觸模型定義接觸行為的主動段與被動段，具體包括：左半罩與右半罩的縱向分離面；橫向分離面的端框與支撐艙端框之間的接觸面；整流罩公鉸鏈與母鉸鏈之間的接觸對。