固体火箭发动机滚动球窝喷管摆动性能分析

摘要

某固体火箭发动滚动球窝喷管结构设计,必须保证在承受极端工作载荷时,系统满足最大摆角要求,摆心漂移及作动力矩皆在设计许可范围内。系统摆动中,其接头内部,滚动体与阴、阳球及保持架接触碰撞,各构件运动状态复杂。为解决决定系统结构设计和功能发挥的摆动性能这一关键问题,用并联非线性弹簧阻尼器,模拟滚动体与保持架间的弹性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹塑性接触模型;基于第一类Lagrange动力学方程,建立冷试车状态系统刚柔耦合多体动力学模型。计算分析系统摆动规律、摆心漂移及作动力矩。通过与系统冷试车及发动机热试车试验所测力矩的对比论证,检验系统结构设计、动力学建模及计算结果的正确性。