[发明专利]空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法

权利要求书

1.一种空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据系统要求或性能要求选择金属膜片的材料，根据系统外包络和容积要求初步确定金属膜片的外型；

步骤2：依据“要素-性能关系”，对步骤1中的金属膜片进一步优化设计；

步骤3：再次校核贮箱容积、排放效率和外包络尺寸，对步骤2中的金属膜片进一步修改；

步骤4：依据步骤1中确定的型面参数进行金属膜片的有限元模型创建，同时设置材料参数、边界条件和压力载荷，通过有限元分析软件对金属膜片进行仿真分析；根据仿真结果，结合“要素-性能关系”，修正步骤3中的金属膜片型面参数，迭代多次后确定最终的锥形金属膜片设计方案。

2.根据权利要求1所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤1中，所述金属膜片的材料为以下任意一种：纯铝、纯钛、不锈钢。

3.根据权利要求1所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤1中，选择所述金属膜片的材料的依据包括：推进剂相容性、焊接、排放性能、外包络、重量以及成本。

4.根据权利要求1所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述要素包括厚度t、翻边半径R、半锥角α以及深径比H/Di。

5.根据权利要求4所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述深径比H/Di为0.5～0.8，所述半锥角α为3°～12°，所述翻边半径R为2.7～6.5。

6.根据权利要求4所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，所述性能包括排放效率、容积、排放稳定性、启动压差、排放压差以及重量。

7.根据权利要求6所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述要素-性能关系具体为：

在临界值范围内，厚度t越大、翻边半径R越大、半锥角α越大、深径比H/Di越大，环向刚度越好，金属膜片排放稳定性越高；

在临界值范围内，翻边半径R越小、半锥角α越小，容积越大、排放效率越高；

在临界值范围内，翻边半径R越大、厚度t越小，启动压差越低、排放压差越低；

同等型面下，厚度t越大，重量越大。

8.根据权利要求1所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，在金属膜片的环向加筋条。

9.根据权利要求8所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述筋条的结构为方形或圆形。

10.根据权利要求1所述的空间推进剂管理用锥形金属膜片的设计方法，其特征在于，所述步骤4中，所述有限元分析软件为以下任意一种：MSC.Marc、ABAQUS、ANSYS。