[发明专利]一种固体火箭发动机壳体建模方法及系统

权利要求书

1.一种固体火箭发动机壳体建模方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：获取封头段第H缠绕层各厚度生长起始点的坐标；其中，H为正整数，H的初始值为1；

步骤S2：针对封头段第H缠绕层任意两相邻厚度生长起始点，根据相邻两厚度生长起始点的坐标，得到封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率；

步骤S3：根据封头段第H缠绕层各厚度生长起始点的坐标、封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率以及封头段第H缠绕层厚度，得到封头段第H+1缠绕层各厚度生长起始点的坐标；其中，第H+1缠绕层覆盖第H缠绕层；第H+1缠绕层厚度生长起始点的数量与第H缠绕层厚度生长起始点的数量相同；所述封头段第H缠绕层厚度是采用三次样条厚度预测方法得到的；

步骤S4：将封头段第H+1缠绕层各厚度生长起始点的坐标，采用B样条曲线进行拟合，得到封头段第H+1缠绕层的轮廓曲线；

步骤S5：判断H是否小于预设值；若是，则令H＝H+1，并返回步骤S1；若否，则获取转换半径和转换角度；所述转换半径为极孔h倍带宽位置处平行圆半径；其中，h为大于或等于2的正整数；

步骤S6：针对所述转换半径以内的任一缠绕层的轮廓曲线，采用斜率为tanθ的直线代替所述缠绕层的轮廓曲线；所述斜率为tanθ的直线的方程为Y＝k*X+(y0-k*x0)；其中，(x0，y0)为所述转换半径处所述缠绕层的轮廓曲线上厚度生长起始点的坐标，θ为所述转换角度，k为斜率，k＝tanθ，Y表示因变量，X表示自变量；

步骤S7：根据封头段各缠绕层的轮廓曲线以及所述转换半径以内的各斜率为tanθ的直线，构建固体火箭发动机壳体模型。

2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机壳体建模方法，其特征在于，所述获取封头段第H缠绕层各厚度生长起始点的坐标，之前还包括：

获取ABAQUS仿真软件中建立的芯模模型；

获取沿所述芯模模型外轮廓选取的轮廓曲线；

根据沿所述芯模模型外轮廓选取的轮廓曲线，得到封头段第1缠绕层各厚度生长起始点的坐标。

3.根据权利要求1所述的固体火箭发动机壳体建模方法，其特征在于，所述根据相邻两厚度生长起始点的坐标，得到封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率，具体包括：

利用公式k2＝-(y_i+1-y_i)/(x_i+1-x_i)计算封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率；其中，k2为封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率，(x_i，y_i)为封头段第H缠绕层厚度生长起始点的坐标，(x_i+1，y_i+1)为与封头段第H缠绕层厚度生长起始点相邻的厚度生长起始点的坐标。

4.根据权利要求3所述的固体火箭发动机壳体建模方法，其特征在于，所述根据封头段第H缠绕层各厚度生长起始点的坐标、封头段第H缠绕层相邻两厚度生长起始点之间曲线的法线斜率以及封头段第H缠绕层厚度，得到封头段第H+1缠绕层各厚度生长起始点的坐标，具体包括：

当k2为正数时，利用公式X＝x_i+t*sin(arctan(k2))和Y＝y_i+t*cos(arctan(k2))计算封头段第H+1缠绕层厚度生长起始点的坐标；

当k2为负数时，利用公式X＝x_i-t*sin(arctan(k2))和Y＝y_i-t*cos(arctan(k2))计算封头段第H+1缠绕层厚度生长起始点的坐标；其中，t为封头段第H缠绕层厚度，(X，Y)为封头段第H+1缠绕层厚度生长起始点的坐标。

5.根据权利要求1所述的固体火箭发动机壳体建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

对封头段进行缠绕补强或碳布补强。