摘要: 喷管是固体火箭发动机推力向量控制系统的重要组成部分，高效能的喷管设计对发动机的性能至关重要。本文针对某固体火箭发动机的设计需求，研究了球形接头柔性喷管设计技术，包括柔性喷管的结构设计、三维建模、机构运动仿真、模态分析和静力学性能仿... 展开 喷管是固体火箭发动机推力向量控制系统的重要组成部分，高效能的喷管设计对发动机的性能至关重要。本文针对某固体火箭发动机的设计需求，研究了球形接头柔性喷管设计技术，包括柔性喷管的结构设计、三维建模、机构运动仿真、模态分析和静力学性能仿真等内容。 应用结构设计软件CATIA V5对喷管进行了结构设计，给出了机构的主要设计参数。对零件进行三维建模、装配并正确设置机构运动副之后，应用CATIA的运动解算模块，对喷管控制机构进行了机构运动仿真分析。分别给出了连杆匀速移动时喷管质心的位移、速度、加速度曲线，以及喷管匀速摆动时连杆活柱的位移、速度和加速度。 采用ANSYS Workbench软件对球形接头柔性喷管进行结构性能仿真。通过模型简化、接触设置、约束和载荷添加，选取适当材料建模，建立了喷管的有限元模型。对喷管进行了模态分析，得到喷管的前6阶模态振型，并对喷管进行了静力学性能分析，得到了在一定压力之下的喷管的变形和应力情况。 仿真结果表明：喷管可以在控制机构的驱动下，在 XY和XZ两个平面内摆动，但是不会沿 X轴“窜动”；喷管的一阶谐振频率为65.46HZ，远离液压控制机构和弹药喷射的频率；喷管内部的最大应力小于所选材料的许用应力。论文设计的柔性喷管结构的各方面性能均达到设计要求。 收起