[发明专利]一种用于液体火箭发动机推力测量装置结构设计的校核方法

说明书

本发明阐述了一种用于液体火箭发动机推力测量装置结构设计的校核方法，属于试验测试领域。液体火箭发动机的推力测量装置作为发动机试验的重要一环，不仅要满足强度要求，还要满足刚度要求和结构件的稳定性要求等。发明基于火箭发动机试验台推力测量装置的结构形式，按照推力测量装置原理的一致性和结构相通性，针对典型结构件的设计计算方法进行程序设计，包括计算模块和辅助设计模块，其中计算模块包括弹簧片设计计算、梁结构设计计算、杆件结构设计计算、螺纹结构设计计算、单双耳结构设计计算、弹簧设计计算、法兰设计计算，每个模块中常用金属材料力学性能参数，可通过辅助设计模块完成金属材料性能的自动查询和辅助检索功能，直接调入该模块，避免了翻阅大量设计手册的时间。重量计算模块实现所设计的推力测量结构重量的自动计算。本发明与手工校核相比大大减少了设计人员对结构校核的时间，提高了设计的效率，同时也可以应用到具有同类模块的其它结构设计中。

技术领域

本发明阐述了一种用于液体火箭发动机推力测量装置结构设计的校核方法，属于试验测试领域。

背景技术

火箭发动机的推力做为考核火箭最重要的性能指标，随着火箭推进系统的发展，火箭发动机的推力测量装置也需要不断地更新换代，火箭发动机推力测量装置的设计既需满足强度要求，又需满足刚度及部分结构件的稳定性要求，因此对推力测量装置中结构件的设计计算变的尤为重要，直接决定结构的可行性、合理性及可靠性。

在结构设计初期，由于结构形式及尺寸的不确定性变化，采用传统的手工计算的方式效率很低，本发明依据不同型号的推力测量装置原理相同，结构相通的特点，针对传统手工方式校核效率低的问题，结合结构力学、材料力学、机械设计原理及计算机程序语言等学科理论，按照推力测量装置的结构特点，对典型结构件的设计计算方法进行程序设计，为系统装置的结构设计、计算提供了可靠的理论依据，以期减少设计人员对结构校核的时间，提高设计的效率。

发明内容

1、推力测量装置结构形式设计校核流程

根据推力测量装置的组成，结合装置中的结构形式和设计过程，总结通用结构类型主要有弹簧片、梁结构、杆件结构、螺纹结构、单双耳结构、弹簧结构、法兰结构等，归纳共性，完成推力测量装置结构校核分布和流程，见图1，2。

2、推力测量装置结构设计校核的设计思想

推力测量装置结构计算软件主要以典型部件各自类型的计算特点为主，通过在软件设计时加入了辅助设计的常用金属材料力学性能模块可实现金属材料性能的自动查询和辅助检索功能，避免了翻阅大量设计手册的时间，同时为结构设计确定材料性能提供了数据库资源。还有重量计算模块可以实现设计完结构重量的自动计算，为整体推力测量装置重量确定提供途径和手段。其软件设计思路如下：

(1)总结常用金属材料的力学性能，以数据库的形式进行统计，便于后续结构设计计算时材料性能链接。

(2)总结常用结构件重量计算方法，及实现重量计算的形式。

(3)整理各个部件结构的计算方法，筛选可靠性强、精度高、已得到工程应用的较为成熟的计算方法。

(4)针对各个部件结构计算方法进行编程、调试、验算，最终得到成熟的计算程序。编制推力测量装置结构计算软件说明书。

(5)推力测量装置结构计算软件采用并行结构，即主界面列出各个部件计算模块，根据设计的需求选取相应的设计模块进行结构计算，计算过程中对材料的性能可进行查询、检索和调用，结构设计合理后可对其进行重量计算。