[发明专利]一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法

权利要求书

1.一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、在火箭发动机结构上布置N个试车加速度测点，N≥6，所述试车加速度测点至少分布于推力室振源、涡轮泵振源和发生器振源结构上；

(2)、在火箭发动机的推力室振源、涡轮泵振源和发生器振源结构与火箭发动机承力结构连接位置设置m个激励点，施加力载荷激励，并分别测量每一个力载荷激励下，N个试车加速度测点和K个力学环境复现位置的加速度响应，计算得到各激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的载荷传递关系，各激励点与力学环境复现位置之间的力-加速度的载荷传递关系，m≥3,K≥1；

(3)、进行火箭发动机结构试车试验，测量N个试车加速度测点的加速度响应，根据N个试车加速度测点的加速度响应和步骤(2)所得到各激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的载荷传递关系，计算各激励点在发动机试车时的激励等效载荷；

(4)、通过各激励点在发动机试车时的激励等效载荷与步骤(2)所得到的各激励点与K个力学环境复现位置之间的力-加速度的载荷传递关系，计算得到K个力学环境复现位置的力学环境特征。

2.根据权利要求1所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于各激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的载荷传递关系和各激励点与力学环境复现位置之间的力-加速度的载荷传递关系为单位脉冲响应函数，相应地，所述力学环境特征为加速度在时域的幅值-时间特征。

3.根据权利要求2所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于所述各激励点在发动机试车时的激励等效载荷{F(t)}_m×1为：

式中，[h(t)]_N×m为m个激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的单位脉冲响应；{X(t)}_N×1为N个试车加速度测点的加速度时域响应。

4.根据权利要求2所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于K个力学环境复现位置的加速度在时域的幅值-时间特征为：

式中，h_ki(t-τ)为第i个激励点下第k个力学环境复现位置力-加速度的单位脉冲响应；F_i(τ)为第i个激励点在发动机试车时的激励等效载荷的时域表达，A_k(t)为第k个力学环境复现位置的加速度在时域的幅值-时间特征。

5.根据权利要求1所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于各激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的载荷传递关系和各激励点与力学环境复现位置之间的力-加速度的载荷传递关系为频率响应函数，相应地，所述力学环境特征为加速度在频域的幅值-频率特征。

6.根据权利要求5所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于所述推力室振源、涡轮泵振源和发生器振源在发动机试车时的激励等效载荷的具体计算方法为：

式中，[H(f)]_N×m为m个激励点与试车加速度测点之间的力-加速度的频率响应函数；{X(f)}_N×1为N个试车加速度测点的加速度频域响应。

7.根据权利要求5所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于所述K个力学环境复现位置的加速度在频域的幅值-频率特征为：

式中，H_ki(f)为第i个激励点下第k个力学环境复现位置的力-加速度的频率响应函数；F_i(f)为第i个激励点在发动机试车时的激励等效载荷的频域表达；A_k(f)为第k个力学环境复现位置的加速度在频域的幅值-频率特征。

8.根据权利要求1所述的一种火箭发动机结构试车力学环境复现方法，其特征在于：所述涡轮泵振源包括涡轮、氧化剂泵、燃料剂泵，涡轮、氧化剂泵、燃料剂泵三者为同轴一体结构，或者涡轮、氧化剂泵同轴一体结构以及涡轮、燃料剂泵同轴一体结构。