[发明专利]一种基于ANSYS的APDL语言的固体火箭发动机工装设计方法

说明书

本发明涉及一种基于ANSYS的APDL语言的固体火箭发动机工装设计方法，首先模拟出关键工装的理想轮廓线离散点坐标序列；然后在ANSYS中读取坐标文件生成关键点，在此基础上生成推力架初级有限元模型；再后导出节点坐标和单元‑节点拓扑机构信息到数据文件，应用正则表达式解析数据结构转存到Sqlserver数据库模型，进行节点模型的几何识别和轮廓节点的规划；建立推力架有限元分析模型，施加边界条件求解问题。本发明解决了传统方法带来的不足与缺陷，大大缩短了设计周期，显著提高了工装设计效率和计算精度，大大提升试验工装的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于ANSYS的APDL语言的工装设计方法，特别涉及基于ANSYS的APDL语言的固体火箭发动机工装设计方法。

背景技术

目前我们设计一般都是采用经验和理论计算相结合的方法进行，先通过PROE等绘图软件进行建模，然后再导入ANSYS软件进行数值计算，设计过程中参数的修改，需要设计人员重新对结果进行计算，期间会做大量重复性工作，极其费时繁琐，使得设计过程不够灵活。在进行理论计算时，增加了设计过程中的人为不确定因素，并且设计过程中也无法得到试验工装整体各部位的应力及变形情况，不能直观的反映整体的力学特性，会造成很多设计上的盲点。因此，针对解决上述问题，现迫切需要建立新的工装设计方法来弥补传统方法中的诸多不足，使得设计人员在设计过程中不再单纯依靠经验和理论计算，将工装设计的不确定性降低至最低。

目前，在固体火箭发动机工装设计领域所采用的方法都是先对发动机重量与试验量级进行评估，然后通过PROE进行建模，接着再将模型导入ANSYS等软件中对关键参数进行计算，最后通过仿真对结果进行验证、修改。虽然传统方法在单次建模操作时具有一定的优越性，但是当进行工装的结构优化设计时就会凸显出其缺点，每次都需要重新建模以及边界条件的建立，这样势必会造成效率的降低和资源的浪费，同时还增加了许多人为不确定因素，会使结果产生一定的不确定性，如发生错误造成结构实效，必然导致试验的失败。因此，现急需一种新的工装设计方法来弥补上述不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于ANSYS的APDL语言的固体火箭发动机工装设计方法，以解决固体火箭发动机工装设计，并在工装设计过程中任何参数的修改都能迅速的得到相应的模型，直观的获得工装的力学特性，消除设计上的盲点，实现试验工装参数化设计，进行三维有限元精细建模以及边界条件的施加的问题。

为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于ANSYS的APDL语言的固体火箭发动机工装设计方法，其步骤为：

首先模拟出关键工装的理想轮廓线离散点坐标序列，输出接点坐标到Sqlserver数据库；

然后在ANSYS中读取坐标文件生成关键点，以此样条拟合关键点生成完整的轮廓线，在此基础上生成推力架初级有限元模型；

再后导出节点坐标和单元-节点拓扑机构信息到数据文件，应用正则表达式解析数据结构转存到Sqlserver数据库模型，进行节点模型的几何识别和轮廓节点的规划；

最后采用优化方法按分析求解，应用分级剖分法和多点约束边界法细化关键区域网格，建立推力架有限元分析模型，施加边界条件求解问题。

有益效果

本发明针对目前固体火箭发动机工装设计领域存在的设计周期长、效率低下、人为不确定因素多、试验可靠性低等诸多缺陷，发明了一种高效可靠的基于ANSYS的APDL语言固体火箭发动机工装设计方法，解决了上述传统方法带来的不足与缺陷，大大缩短了设计周期，显著提高了工装设计效率和计算精度，大大提升试验工装的可靠性。