[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮空間飛行器多球體貯箱間弱相關(guān)性的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910457966.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110276107B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史立濤;宋林郁;吳春雷;鄭華勇;朱景忠;劉濤;李昊;冀賓;王春林;楊顏志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/15
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/15;G06F30/23
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 胡健男

一種考慮空間飛行器多球體貯箱間弱相關(guān)性的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，對(duì)多球體貯箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，初步確定球體結(jié)構(gòu)傳力布局的基本設(shè)計(jì)參數(shù)；建立多球體貯箱結(jié)構(gòu)的有限元模型；應(yīng)用有限元方法對(duì)有限元模型進(jìn)行自主飛行段內(nèi)壓設(shè)計(jì)工況、主動(dòng)段內(nèi)壓、軸壓及剪力聯(lián)合設(shè)計(jì)工況及吊裝設(shè)計(jì)工況進(jìn)行分析；提取工況中的對(duì)稱(chēng)邊界處載荷，若對(duì)稱(chēng)邊界處載荷超過(guò)許用載荷，則調(diào)整球體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，若邊界處載荷符合設(shè)計(jì)要求，則多球體貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，保存球體結(jié)構(gòu)傳力布局的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，作為最終的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮空間飛行器多球體貯箱間弱相關(guān)性的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，屬于航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)內(nèi)部載荷的分配方式?jīng)Q定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方案，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)載荷的傳遞方式，將載荷合理地分配到承載結(jié)構(gòu)上，對(duì)充分利用材料的承載潛力、減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量，保證承載性能具有重要意義。

現(xiàn)有航天飛行器多球體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一般面向整體結(jié)構(gòu)開(kāi)展設(shè)計(jì)，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的各組件之間相互作用關(guān)注較少，各組件之間相互影響，設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，對(duì)開(kāi)展組建級(jí)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證有重要影響，只能開(kāi)展全器結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)驗(yàn)證，無(wú)法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的層級(jí)式驗(yàn)證，造成試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)不可控，試驗(yàn)失利引起設(shè)計(jì)的反復(fù)，浪費(fèi)財(cái)力物力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提處一種考慮空間飛行器多球體貯箱間弱相關(guān)性的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是如何降低航天飛行器多球體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各球體組件之間的相互影響，滿足空間飛行器多球體結(jié)構(gòu)之間的弱相關(guān)設(shè)計(jì)需求，滿足空間飛行器結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)、低成本驗(yàn)證的需要，解決了結(jié)構(gòu)研制過(guò)程中必須整體結(jié)構(gòu)通盤(pán)考慮的問(wèn)題，只需要研制成功獨(dú)立單個(gè)貯箱結(jié)構(gòu)組裝后即可滿足整器性能需求，顯著縮短了研制周期，降低了研制成本。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種考慮空間飛行器多球體貯箱間弱相關(guān)性的多球體貯箱結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法，步驟如下：

步驟1：確定多球體貯箱的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括整體框環(huán)的厚度和寬度，箱間段的半徑和壁厚；

步驟2：根據(jù)步驟1確定的多球體貯箱的設(shè)計(jì)參數(shù)，建立多球體貯箱結(jié)構(gòu)的有限元模型；

步驟3：對(duì)步驟2的有限元模型進(jìn)行自主飛行段內(nèi)壓工況分析，得到各箱間段受到的與其連接的貯箱傳遞來(lái)的載荷；

步驟4：對(duì)步驟2的有限元模型進(jìn)行主動(dòng)段內(nèi)壓、軸壓及剪力聯(lián)合工況分析，得到各箱間段受到的與其連接的貯箱傳遞來(lái)的載荷；

步驟5：對(duì)步驟2的有限元模型進(jìn)行吊裝工況分析，得到各箱間段受到的與其連接的貯箱傳遞來(lái)的載荷；

步驟6：對(duì)步驟3、4、5得到的載荷進(jìn)行判斷，若步驟3、4、5得到的載荷之中有一個(gè)或以上超過(guò)了設(shè)定的載荷要求，則判定多球體貯箱的設(shè)計(jì)參數(shù)不符合要求，改變步驟1中的設(shè)計(jì)參數(shù)，返回步驟1；否則判定步驟1確定多球體貯箱的設(shè)計(jì)參數(shù)符合多球體貯箱間弱相關(guān)性要求。

優(yōu)選的：多球體貯箱，包括多個(gè)球形貯箱、箱間段、整體框環(huán)、支座；支座為多個(gè)，設(shè)置在多個(gè)球形貯箱的上半球和下半球上；

優(yōu)選的：每?jī)蓚€(gè)相鄰球形貯箱之間通過(guò)箱間段連接，多個(gè)球形貯箱通過(guò)其上半球設(shè)置的支座與整體框環(huán)連接；箱間段與其連接的球形貯箱不貫通，多個(gè)球形貯箱具有獨(dú)立的存儲(chǔ)功能；

優(yōu)選的：整體框環(huán)為帶寬度的環(huán)形板。

優(yōu)選的：箱間段，為中空的圓柱，圓柱體兩端連接球形貯箱。

優(yōu)選的：主飛行段內(nèi)壓設(shè)計(jì)工況，具體為：在自主飛行段時(shí)，各球體貯箱增壓壓力載荷差值最大狀態(tài)的工作情況。

優(yōu)選的：主動(dòng)段內(nèi)壓、軸壓及剪力聯(lián)合工況，具體為：在主動(dòng)段時(shí)，結(jié)構(gòu)橫向過(guò)載最大時(shí)刻的內(nèi)壓、軸壓及剪力狀態(tài)的工作情況。