贮箱隔膜变形行为的有限元分析

摘要

贮箱是卫星推进系统的重要部件，而隔膜贮箱以其可靠性高，结构简单等优点被广泛应用在空间飞行器上。因此对于这种贮箱隔膜的性能的研究成为提高贮箱的寿命的关键。目前我国大多数隔膜采用的是橡胶材料，这种材料耐腐蚀性差，因此使贮箱的使用寿命受到很大影响。本文采用纯铝来代替橡胶作为隔板材料可以大大提高贮箱的使用寿命，有着广泛的应用前景。
　　本文建立了卫星推进系统贮箱金属膜片变形的有限元分析模型。用弹塑性有限变形有限元法，模拟了贮箱金属膜片的翻转变形过程。
　　在相同的加载条件下，给出了4种不同厚度分布的金属膜片的变形过程，并对它们进行了分析比较，得出了最佳厚度分布规律。随后，在相同厚度分布的情况下，又分析比较了3种不同加载曲线对膜片变形行为的影响，得到了最佳的压力-时间曲线。
　　对膜片的几何尺寸和膜片的有限元建模方式进行了讨论，给出了膜片结构设计的优化方案。最后，将膜片的翻转变形过程模拟曲线、模拟结果分别与理论曲线、实验结果进行了比较，验证了本文正确性，计算结果可以为膜片的设计提供参考。

目录

贮箱隔膜变形行为的有限元分析

贮箱隔膜变形行为的有限元分析

THE FINITE ELEMENT ANALYSIS of METAL DIAPHRAGM for POSITIVE EXPULSION TANKS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 贮箱材料使用现状及分类

1.3 贮箱隔膜材料的使用现状及发展方向

1.4 有限元研究进展

1.5 选题背景和意义

1.6 本课题的主要研究内容

第2章 本文所采用的弹塑性有限变形基本理论

2.1 引言

2.2 弹塑性理论基本方程

2.3 虚功率方程

2.4 增量方程

2.5 弹塑性本构方程

2.6 有限元解题步骤

2.7 本章小结

第3章 膜片有限元模型的建立及参数的设定

3.1 引言

3.2 MARC简介

3.3 有限元模型的建立

3.4 模拟参数的设定

3.5 本章小结

第4章 膜片变形行为有限元模拟与优化设计

4.1 引言

4.2 膜片厚度分布的优化设计

4.3 膜片加载曲线的优化设计

4.4 膜片几何尺寸的优化设计

4.5 膜片变形行为有限元模拟结果的比较分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢