隔舱式脉冲发动机中金属膜片设计方法研究

摘要

为了得到隔舱式脉冲发动机中金属膜片的通用设计方法,通过圆板大挠度理论和断裂力学理论推导出金属膜片预制缺陷处应力强度因子的计算公式,从而得到金属膜片在内压作用下的设计方法,建立了膜片破坏压强与结构尺寸之间的定量关系.通过三维虚拟裂纹闭合法数值计算了预制缺陷处的应力强度因子,数值计算结果与公式计算结果一致性较好.为了进一步验证公式的准确性,进行了膜片的动态破坏单项试验,膜片实际平均打开压强为2.1MPa,较公式设计值2.0MPa高5.0％,说明公式的预估准确性较好.数值分析及实验结果说明本文所推导的金属膜片设计公式可以用来设计膜片的具体结构尺寸,该公式可以直接应用到双脉冲发动机金属膜片的设计中.