[發明專利]基于星箭載荷耦合分析結果的運載器瞬態響應預示方法

有效

• 申請號: 201410601583.3
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105631179B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張新宇;林宏;彭慧蓮;唐頎;陳益;陳學生
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

本發明公開了一種基于星箭載荷耦合分析結果的運載器瞬態響應預示方法，包括以下步驟：將獲取星箭載荷耦合分析過程中得到的運載器/火箭界面時域加速度數據在一定研制階段內作為運載器和火箭之間的約定邊界以強迫加速度的方式加載到運載器和有效載荷的組合體物理模型中的運載器/火箭對接點上，再對該所述組合體物理模型進行瞬態響應分析計算得到所需要的運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點響應數據。本發明的基于星箭載荷耦合分析結果的運載器瞬態響應預示方法避免了頻率響應分析方法進行響應預示存在的邊界阻抗與實際飛行工況差別較大的問題，且計算次數不受全箭載荷耦合分析次數限制，從而可以對運載器結構的局部改動效果進行預示和評價。

技術領域

本發明涉及運載器設計技術領域，尤其涉及一種基于運載器/火箭界面耦合分析時域加速度數據，通過瞬態響應方法對運載器/有效載荷界面以及運載器內部結點加速度響應進行預示計算的運載器瞬態響應預示方法。

背景技術

在運載器的研制過程中，需要預先對實際飛行過程中運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點加速度響應進行預示計算，以便根據預示計算結果進行單機力學環境試驗條件的制定等工作。目前，運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點加速度響應等的預示計算主要通過星箭載荷耦合分析過程進行，星箭載荷耦合分析結果中包含了運載器/有效載荷界面數據以及運載器內部結點加速度響應數據等。另外，也可以采用頻率響應方法對運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點加速度響應進行預示計算，但是這兩種方法均不能很好的滿足運載器研制過程的需要，原因如下：

根據在星箭載荷耦合分析方法過程中獲得的運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點加速度響應數據制定的力學環境試驗條件能夠很好的反應飛行工況特點，但是由于以下原因存在無法滿足運載器研制過程中需要多次進行預示計算的問題：由于運載火箭發動機啟動關機所產生的低頻瞬態振動環境在運載器力學環境中占有重要比重，開展動態載荷耦合分析需要將運載火箭和運載器組合在一起進行，即，如圖1所示，星箭載荷耦合分析模型需集成有效載荷、運載器、火箭三方動特性分析模型，由于有效載荷、運載器和火箭各方研制進度和動特性模型實時性難以匹配協調，使得載荷耦合分析工作存在迭代反復工作量大、周期長、接口不穩定等困難，進而使得通過星箭載荷耦合分析在整個運載器的研制階段內只能開展有限的次數，而另一方面，在運載器研制過程中會對運載器提出多次局部改動，例如，在一些部位增加新的單機，或者改變單機的安裝位置，每次改進都需要進行預示計算，從而對運載器結構的局部改動效果進行預示，因此，采用星箭載荷耦合分析方法對運載器瞬態響應進行預示計算的方法難以滿足運載器的研制過程中的需求；

采用頻率響應方法進行運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點響應計算，存在邊界阻抗與實際飛行工況差別較大的問題，表現為頻率響應峰值計算結果較高，導致據此制定的單機低頻振動試驗(單機力學環境試驗的一種)條件較為嚴酷，這將使單機為滿足環境適應性增重較多，從而影響運載器的運載能力，若利用此數據制定單機試驗條件會導致單機考核過嚴，甚至出現無法滿足力學環境適應性要求的可能。

發明內容

本發明解決的技術問題是現有的運載器/有效載荷界面以及運載器內部節點響應預示計算方法要么不能適應運載器研制過程中需要進行多次預示計算要求要么根據計算結果制定的力學環境試驗條件不能很好的反應飛行工況的問題，進而提供一種既能夠方便地進行多次預示計算又能使根據計算結果制定的力學環境試驗條件很好的反應飛行工況的基于星箭載荷耦合分析結果的運載器瞬態響應預示方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

本發明的基于星箭載荷耦合分析結果的運載器瞬態響應預示方法，包括以下步驟：

S01：獲取星箭載荷耦合分析過程中得到的運載器/火箭界面時域加速度數據，在一定研制階段內將其作為運載器和火箭之間的約定邊界；