[發(fā)明專利]一種燃氣增壓差動貯箱集成設(shè)計方法

有效

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• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106971021B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆小強;李道奎;張增亭;李平;馬維力;尤志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

本發(fā)明屬于仿真軟件模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃氣增壓差動貯箱集成設(shè)計方法。該方法包括以下步驟：1)搭建燃氣增壓差動貯箱的模塊化系統(tǒng)；2)確定差動貯箱類型，選中待設(shè)計的差動貯箱類型；3)根據(jù)差動貯箱參數(shù)計算模塊計算差動貯箱的基本輸出參數(shù)；4)創(chuàng)建差動貯箱的參數(shù)化模型；5)對差動貯箱的參數(shù)化模型進行模擬仿真；本發(fā)明利用通用編程語言和有限元軟件二次開發(fā)語言，解決了現(xiàn)有燃氣增壓差動貯箱產(chǎn)品設(shè)計周期長，效率低、靈活性差等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于仿真軟件模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃氣增壓差動貯箱集成設(shè)計方法。

背景技術(shù)

推進劑貯箱是航天器中進行推進劑管理控制的裝置，有多種不同的分類方式，按照推進劑管理控制方式可以分為燃氣增壓差動貯箱、金屬隔膜貯箱等。其中，燃氣增壓差動貯箱因為能實現(xiàn)自增壓,在航天器燃氣自增壓動力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

目前，在貯箱產(chǎn)品的設(shè)計過程中，設(shè)計人員在完成參數(shù)計算之后，人工根據(jù)計算的參數(shù)開展結(jié)構(gòu)設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，人工將模型導入有限元軟件或者在有限元軟件中重新建立模型，進行有限元仿真模擬。在完成仿真模擬后，人工判讀仿真結(jié)果和編寫設(shè)計報告。上述設(shè)計過程被人為地獨立分開，存在以下問題：

(1)產(chǎn)品設(shè)計周期長、效率低、靈活性差。

(2)產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量很大程度上受制于設(shè)計人員的工程經(jīng)驗。

(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真受到設(shè)計人員對軟件熟悉程度不同的影響，極易出現(xiàn)設(shè)計不協(xié)調(diào)和錯誤的情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明利用通用編程語言和有限元軟件二次開發(fā)語言，提出了一種燃氣增壓差動貯箱集成化設(shè)計方法，解決了現(xiàn)有燃氣增壓差動貯箱產(chǎn)品設(shè)計周期長，效率低、靈活性差等問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提出了一種燃氣增壓差動貯箱集成設(shè)計方法，包括以下步驟：

1)搭建燃氣增壓差動貯箱的模塊化系統(tǒng)；

模塊化系統(tǒng)包括差動貯箱參數(shù)計算模塊、差動貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊、以及差動貯箱結(jié)構(gòu)仿真模塊；

差動貯箱參數(shù)計算模塊用于計算待設(shè)計的差動貯箱基本參數(shù)；

差動貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊根據(jù)差動貯箱的基本參數(shù)創(chuàng)建差動貯箱的參數(shù)化模型；

差動貯箱結(jié)構(gòu)仿真模塊對所創(chuàng)建的差動貯箱參數(shù)化模型進行多種類型的仿真模擬輸出仿真模擬的結(jié)果，并對仿真模擬的結(jié)果的合理性進行判斷；所述仿真模擬的結(jié)果包括靜力學分析、動力學分析、屈曲分析以及熱分析；

2)確定差動貯箱類型，選中待設(shè)計的差動貯箱類型；差動貯箱類型包括活塞桿式貯箱和雙活塞式貯箱；

3)根據(jù)差動貯箱參數(shù)計算模塊計算差動貯箱的基本輸出參數(shù)；

確定待設(shè)計的差動貯箱的基本輸入?yún)?shù)，將基本輸入?yún)?shù)輸入至差動貯箱參數(shù)計算模塊，計算出差動貯箱的基本輸出參數(shù)；

基本輸入?yún)?shù)包括：推進劑種類、推進劑有效量、管路充填量、排空效率、溫度范圍、氣腔額定壓力、氣腔最高壓力、增壓比、殼體材料、活塞材料和直徑、防熱層材料和厚度等參數(shù)；

基本輸出參數(shù)包括推進劑加注量、液腔容積、面積比、活塞行程、氣、液腔壁厚等參數(shù)；

4)創(chuàng)建差動貯箱的參數(shù)化模型；

基于有限元軟件MSC.Patran的二次開發(fā)語言,編制參數(shù)化建模程序；參數(shù)化建模程序可根據(jù)差動貯箱的基本輸出參數(shù)直接創(chuàng)建差動貯箱的參數(shù)化模型，并對所創(chuàng)建的差動貯箱的參數(shù)化模型進行添加材料屬性、設(shè)置邊界條件和約束條件的操作；

5)對差動貯箱的參數(shù)化模型進行模擬仿真；