[发明专利]一种火箭撬-轨道系统动力学响应影响因素显著性的分析方法

权利要求书

1.一种火箭撬-轨道系统动力学响应影响因素显著性的分析方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1，对撬-轨系统进行等效化处理，建立撬-轨系统的三维实体模型，并采用Hypermesh软件对三维实体模型进行相应的网格划分，得到有限元模型；

步骤2，在有限元软件中设置材料参数和边界条件，并对有限元模型进行仿真，将仿真结果与真实试验数据进行验证，使得有限元模型的力学特性与真实系统吻合；

步骤3，获取火箭撬-轨道系统的轨道不平顺的数据，以作为影响因素之一；

步骤4，确定影响因素个数以及每个影响因素的水平参数个数，进行正交试验表的设计，并按照正交试验表进行多个有限元仿真；

步骤5，采用极差分析法对仿真的结果进行分析，进行每个影响因素及其水平参数的显著性排序。

2.根据权利要求1所述的火箭撬-轨道系统动力学响应影响因素显著性的分析方法，其特征在于，步骤1，对撬-轨系统进行等效化处理，建立撬-轨系统的三维实体模型，并采用Hypermesh软件对三维实体模型进行相应的网格划分，得到有限元模型，具体方法为：

(1)对撬-轨系统进行等效化处理

等效化处理分为三部分：

1.火箭撬质量等效操作：忽略内部结构，将空心的火箭撬视作实心，并根据实心撬体积v和真实火箭撬质量m计算出火箭撬等效密度

2.撬所受气动力等效操作：忽略火箭撬所受的气升力R_L，并将随速度变化的轨向气阻力的气阻系数C_R视作定值，其中，ρ为火箭撬运动环境气体密度，v为火箭撬运行速度，A为火箭撬车迎风面积；

3.撬所受推力等效操作：依据撬-轨系统的推力曲线数据，用等效直线推力数据进行替代；

(2)建立三维实体模型

建立三维实体模型时，对真实撬-轨系统进行简化，包括进行：去除圆角、删去固定螺丝扣件操作，使得三维实体模型结构与真实结构整体相同，而无复杂细节；

(3)对三维实体模型进行网格划分

在Hypermesh软件中进行网格划分时，要求火箭撬的滑靴处的网格应相对整体更加细致；轨道的轨向网格长度应不超过滑靴轨向长度。

3.根据权利要求1所述的火箭撬-轨道系统动力学响应影响因素显著性的分析方法，其特征在于，步骤2，在有限元软件中设置材料参数和边界条件，并对有限元模型进行仿真，将仿真结果与真实试验数据进行验证，使得有限元模型的力学特性与真实系统吻合，具体方法为：

(1)设置相应的材料参数、边界条件等

材料参数设置包括：撬车、滑块、轨道的材料选择、密度ρ_i、泊松比μ_i、弹性模量E_i、滑块静摩擦系数μ_k、动摩擦系数μ_s，其中下标i＝1，2，3，分别表示撬车、滑块、轨道；

边界条件设置包括：撬车所受重力G＝mg垂直向下，g的数值取9.8；方向为轨向正方向、作用于撬车所有单元的推力F_P；方向为轨向负方向、作用于撬车所有单元的阻力F_Z；设置轨道底面固定，即：在x、y、z三方向的速度与位移都为0；设置滑块与轨道接触条件为：自动面面接触；

(2)将仿真结果与真实试验数据进行验证

选取火箭撬的速度-时程曲线数据、位移-时程曲线数据作为验证标准，将仿真所得的火箭撬的速度-时程曲线、位移-时程曲线与试验所得的时程曲线对比，需满足要求误差不超过10％，说明有限元模型正确，可供后续步骤使用，若误差超过10％，则需要修改气阻系数及推力等各项等效因素的参数值，直至误差满足条件为止。