隔舱式脉冲发动机金属膜片破裂仿真研究

• 作者: 余小波 向进 朱雯娟 李颖 杨育文 汤亮 王相宇 王鹍鹏 邓康清 郭翔
• 来源期刊: 固体火箭技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 脉冲固体火箭发动机 隔舱 金属膜片 仿真
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 结构材料 结构力学
• 页码范围: 192-198
• 页数: 7页
• 分类号: V435
• 字数: 3700字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2020.02.010

摘要

为实现隔舱式脉冲发动机的多脉冲开启功能,设计了十字型、V字星型、米字型、圆弧星型、矩形星型和星圆复合型金属膜片式隔舱结构.根据平板脆性断裂模型的表面裂纹参数的计算公式,分析得到了金属膜片裂纹深度6与临界应力σc的关系及临界应力σc、临界尺寸ac与临界应力强度因子KIC的关系;通过三维有限元数值仿真的瞬态动力学分析,发现了六种金属膜片应力均集中在膜片中心及沟槽部位,膜片将首先从这些部位裂开;探索了一种预估金属膜片打开压强的方法,即通过模拟不同峰值压强下膜片的最大主应力,得到最大主应力-峰值压强曲线,则该曲线与临界断裂应力直线的交点对应的压强值,就是金属膜片的打开压强.由此得到了六种结构类型金属膜片的Ⅱ脉冲打开压强预估值,用该方法预估的膜片打开压强1.25 MPa与实际发动机打开压强1.4 MPa相近,表明该预测方法是可行的.