【摘要】：空間充氣展開結(jié)構(gòu)由柔性復(fù)合材料制成,具有重量輕、可折疊、發(fā)射體積小、成本低廉、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),在諸多大型空間結(jié)構(gòu)如空間天線、飛艇、太陽帆板、充氣衛(wèi)星等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。但是由于空間試驗(yàn)花費(fèi)極高,地面試驗(yàn)條件下微重力和真空環(huán)境很難在較大空間內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn),很難模擬真實(shí)的空間環(huán)境,所以采用計(jì)算機(jī)對空間充氣結(jié)構(gòu)的展開過程進(jìn)行數(shù)值模擬是非常必要的。本文以空間氣囊在燃?xì)庾饔孟鲁錃庹归_過程為研究對象,設(shè)計(jì)某空間氣囊展開系統(tǒng),對燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)彈道模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到燃燒室溫度變化和噴口燃?xì)獾牧髁刻匦?并作為空間氣囊充氣展開的動力源,分別使用CV法和ALE法對空間氣囊充氣展開過程進(jìn)行建模和仿真,獲得了空間氣囊充氣展開過程中各項(xiàng)參數(shù)的變化規(guī)律。本文主要包含以下幾個(gè)方面的研究內(nèi)容:1.設(shè)計(jì)了氣囊充氣展開系統(tǒng),編寫經(jīng)典內(nèi)彈道程序,通過理論計(jì)算得到燃燒室內(nèi)溫度、壓力、火藥已燃百分?jǐn)?shù)以及噴嘴的質(zhì)量流量等數(shù)據(jù),并將燃燒室溫度曲線和噴嘴質(zhì)量流量曲線作為氣囊充氣展開仿真的入口邊界條件。2.建立氣囊鋪平和折疊模型,采用織物材料建立鋪平氣囊模型,采用系統(tǒng)自帶的折疊工具對氣囊進(jìn)行折疊。同時(shí),針對ALE法對氣囊進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí),建立了氣囊外流場網(wǎng)格。3.將燃燒室溫度和噴嘴質(zhì)量流量曲線作為氣囊充氣展開仿真計(jì)算的邊界條件,分別采用CV法和ALE法對平面氣囊和折疊氣囊展開過程進(jìn)行仿真分析。4.進(jìn)一步討論燃?xì)獍l(fā)生器特征參數(shù)變化對氣囊展開過程的影響,計(jì)算得到燃?xì)獍l(fā)生器不同裝藥量和噴嘴直徑下的燃燒室溫度和噴嘴質(zhì)量流量曲線,并作為氣囊充氣展開仿真的入口邊界條件,使用CV法對折疊氣囊展開過程進(jìn)行仿真,得到氣囊展開過程應(yīng)力、體積、動能、壓力等參數(shù),分析不同的裝藥量和噴嘴直徑等燃?xì)獍l(fā)生器的特征參數(shù)對氣囊展開的影響。
【圖文】：

逡逑圖１．１邋Ｅｃｈｏ丨充氣衛(wèi)星邐圖１．２邋Ｅｃｈｏ邋Ｉ傳送的圖逡逑隨著人類探索太空的步伐進(jìn)一步加快，在很多空間應(yīng)用領(lǐng)域，采用空間天線的方式逡逑來進(jìn)行觀測和通訊也越來越成為一種趨勢，而空間天線的應(yīng)用也朝著大口徑發(fā)展，世界逡逑各國對空間天線的研宄也取得了很大的進(jìn)展，出現(xiàn)了很多不同類型的空間天線，如剛?cè)徨义像詈咸炀�、柔性充氣管展開天線、展開后自硬化天線等結(jié)構(gòu)形式，對空間探測起到了很逡逑大的推動作用。逡逑８０年代中期，瑞士康特拉維斯公司研制成功了邋Ｌ波段１０ｍＸ邋１２ｍ充氣式偏置反射逡逑器天線；１９８４年１２月１５日，蘇聯(lián)在其火星任務(wù)中使用了兩個(gè)在金星大氣中設(shè)置的充氣逡逑式宇宙探測器維佳１號（Ｖｅｇａ－１），其直徑達(dá)到３．４ｍ，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次與彗星逡逑近距離相會。但是受限于氣球材料和結(jié)構(gòu)方面技術(shù)的原因

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【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V414

【參考文獻(xiàn)】

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3 齊龍;梁仲維;馬旭;譚永p

本文編號：2669626