[发明专利]液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法

权利要求书

1.一种液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)简化发动机整机模型

将发动机的机架(1)简化为梁结构，将发动机的待测部位简化为壳体结构，将发动机的燃气弯管(5)采用实体结构，忽略发动机的各个细小管路，得到简化后的发动机整机模型，简化后的发动机整机模型包括自上至下依次连接的机架(1)、燃气弯管(5)和涡轮泵(3)；燃气弯管(5)的中部与机架(1)连接，燃气弯管(5)两端分别通过摇摆轴承(2)铰接悬臂，两个悬臂末端分别设置喷管(4)；

2)构建发动机结构动力学仿真模型

对简化后的发动机整机模型进行建模，得到发动机结构动力学仿真模型，将仿真模型的机架(1)部分与试车台动架仿真模型连接；

3)冲击载荷加载

在真实发动机试车过程中，对其进行高速摄影，对摄影所得图像数据进行处理，获取待测部位的位姿变化数据，位姿变化数据为位移随时间变化的曲线，该曲线包含轴向、径向和切向三个方向数据；将该位姿变化数据作为冲击载荷加载到仿真模型的相应位置处；

4)发动机冲击结构动力学求解

待步骤3)完成后，进行发动机仿真模型冲击结构动力学求解；

5)求解结果分析

利用步骤4)所得求解结果，对发动机待测部位的结构强度和铰接处摇摆轴承(2)的摇摆角度特性进行分析，根据分析结果对发动机在标准工况及高工况试车时的结构强度安全域度进行有效评估。

2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于：步骤5)中，对发动机待测部位的结构强度和铰接处摇摆轴承(2)的摇摆角度特性进行分析的具体步骤为：

从仿真模型中提取发动机待测部位的结构强度随时间的变化曲线，分析最大结构强度的大小及最大结构强度出现时刻对发动机结构产生的影响，提取摇摆轴承(2)摇摆角度随时间的变化曲线，分析最大摇摆角的大小以及最大摇摆角出现的时刻对摇摆轴承(2)造成的影响。

3.根据权利要求1或2所述的液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于：步骤1)中建模时，根据发动机各组件的实际质量对仿真模型中相应组件的质量进行修正，使其质量相同。

4.根据权利要求3所述的液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于：步骤1)中，待测部位包括涡轮泵(3)和两个喷管(4)。

5.根据权利要求4所述的液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于：步骤4)中进行发动机冲击结构动力学求解时，对输出结果增加设定时长。

6.根据权利要求5所述的液体火箭发动机冲击载荷结构响应预示方法，其特征在于：步骤4)中，所述设定时长为1s。