[发明专利]一种大推力火箭发动机侧向力试验预估方法

摘要

本发明涉及一种大推力火箭发动机侧向力试验预估方法。解决现有大推力液体火箭发动机的侧向力未知，且不能通过理论分析等方式确定侧向力的大致范围的问题。该方法包括：1)对山形弹簧板进行有限元仿真计算，2)利用山形弹簧板结构有限元仿真计算的结果，得到单个山形弹簧板拉压力F与应变ε之间的线性关系；得到山形弹簧板弯矩M与应变ε之间的线性关系，得到k₁、k₂；3)对山形弹簧板上的应变片粘贴位置进行选择；4)测量四块山形弹簧板上八个应变片的应变值，利用所获得的拉压力、弯矩与应变值的对应线性关系，得到山形弹簧板所受X、Y方向的拉压力及弯矩值；5)通过矢量求和的方式，确定侧向力的大小及方向。

主权项

1.一种大推力火箭发动机侧向力试验预估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)对山形弹簧板在受拉压及弯曲条件下的应变进行有限元仿真计算，确定山形弹簧板在受到正向拉压时，其表面应变的分布情况；确定山形弹簧板在受到弯矩作用时，其表面应变的分布情况；/n2)利用山形弹簧板有限元仿真计算的结果，得到单个山形弹簧板在承受正向拉压力时，拉压力与应变ε之间的线性关系；得到单个山形弹簧板在承受弯矩时，弯矩与应变ε之间的线性关系，得到k₁、k₂：/nF＝k₁ε (1)/nM＝k₂ε (2)/n式中：F为山形弹簧板所受的拉压力，单位为N；M为山形弹簧板所受的弯矩，单位为Nm，ε为应变片所测得的应变值，单位为μm/m；k₁、k₂为利用仿真结果推导获得的线性比例系数；/n3)根据步骤1)得到的应变分布情况，对山形弹簧板上的应变片粘贴位置进行选择；/n3.1)将四块山形弹簧板均匀设置在试车台动架及试车台定架之间，山形弹簧板侧板与试车台定架连接，山形弹簧板中心板与试车台动架连接；/n3.2)在四块山形弹簧板安装八个应变片，其中四个应变片安装在山形弹簧板中心板上表面分叉处，粘贴方向与分叉方向一致；四个应变片安装在山形弹簧板侧板底部表面且靠近分叉处，粘贴方向与厚度方向一致；/n4)在发动机试验过程中，测量四块山形弹簧板上八个应变片的应变值，利用所获得的拉压力、弯矩与应变值的对应线性关系，得到各山形弹簧板所受X、Y方向的拉压力及弯矩值，确定X、Y方向的侧向力F_x、F_y；/n5)利用计算得到发动机侧向力X、Y方向的分力，并通过矢量求和的方式，确定侧向力的大小及方向；/n /n式中：Fc为发动机侧向力。/n