[发明专利]一种锥壳轴向刚度获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锥壳轴向刚度获取方法，特别是涉及一种运载火箭和液体导弹结构刚度的等效和动力学模型的建立方法。

背景技术

有效载荷支架、级间段、整流罩锥柱段等在连接直径变化的一些级间过渡段往往会使用锥壳结构，如图1所示。某些锥壳（如有效载荷支架、级间过渡段等）是火箭的承力结构，承受较大的轴力和弯矩，对频率、振型产生重要影响，采用圆柱壳的等效方法，会产生较大误差。因此亟需提供一种新型的锥壳轴向刚度获取方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以直观看出锥壳轴向刚度与锥壳结构参数的关系，为锥壳结构的设计提供指导的锥壳轴向刚度获取方法。

为解决上述技术问题，本发明一种锥壳轴向刚度获取方法，依次包括以下步骤：

第一步、采集得到锥壳结构锥壳下端半径R_u，上端半径R_d，高度L；采集锥壳的等效厚度t，并根据锥壳采用材料得到其弹性模量E，泊松比μ；

第二步、获得锥壳半锥角α=arctan(Rd-RuL);]]>

第三步、根据壳体薄膜理论，结合边界条件，得到锥壳结构在单位轴向力作用下的轴向变形量Δux=(lnRd-lnRu)2πEtsinαcos2α;]]>

第四步、得到锥壳轴向刚度的表达式K=1Δux=2πEtsinαcos2αlnRd-lnRu.]]>

本发明可以直观看出锥壳轴向刚度与锥壳结构参数的关系，为锥壳结构的设计提供指导。在进行火箭动力学建模时，可以根据轴向刚度表达式将锥壳结构简化为梁单元，比以往采用变截面梁模拟锥壳结构的方法更为合理和准确。

附图说明

图1为本发明所提供的一种锥壳轴向刚度获取方法中的锥壳示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

第一步、采集得到锥壳结构锥壳下端半径R_u，上端半径R_d，高度L；采集锥壳的等效厚度t，并根据锥壳采用材料得到其弹性模量E，泊松比μ；