固体火箭发动机是如今各类导弹的关键组成之一,其性能的优劣可以直接影响导弹的多项参数,固体火箭发动机内部的推进剂是整个导弹的动力来源,也直接影响着导弹的射程、速度等指标。在整个导弹的从制造、运输、到发射等过程中,推进剂受到多类载荷的影响,如温度变化引起的温度幅度载荷,运输车行进过程的振动,导弹发射时引起的加速度、压力等载荷,推进剂的好坏也可以直接导致该导弹是否能成功发射,因此,对于在一定情况下的推进剂的性能状态也需要加以研究与分析,力求其性能处于优秀的状态。本文将对某型号的固体火箭发动机进行有限元仿真计算,主要对装药的力学响应行为进行分析,主要工作内容如下:(1)基于ABAQUS的Python语言的参数化建模程序开发。对于本文所使用的该型号固体火箭发动机内部装药由于形状较为特别,有一定复杂性,采用星孔段与圆孔段相组合的方式,由于本文需要对其进行结构完整性的分析,在建模的时候会需要建立多种多样的模型,由于装药的局部尺寸等参数的会有一定的变化,开发参数化建模程序可以缩短建模时间并使得工作效率得以提高。(2)对于本构模型二次开发UMAT的实验验证研究。由于在设计分析阶段的固体火箭发动机不可能直接实验验证,所以需要利用有限元数值仿真的方法对其进行预分析,为了增加分析的可靠性,增加UMAT材料子程序,可以较为准确的计算出装药的力学响应。需要通过单轴拉伸与多步拉伸-松弛实验将其结构来与仿真结果对比,进而验证所选用UMAT材料子程序的准确性。(3)温度载荷下装药的长径比与m数对于装药结构完整性的影响研究。为了研究分析主要影响装药结构完整性的因素,通过将多组长径比和m数的药柱进行在低温冲击载荷情况下的对比,进而研究装药长径比与m数对于装药力学响应行为的影响规律。同时对大长径比固体火箭发动机分别在低温冲击载荷与高温冲击载荷的情况下进行内压载荷的联合作用,分析不同温度环境下长径比对于装药力学响应行为的影响规律。(4)温度载荷与内压载荷联合作用下的装药局部结构优化设计。为了改善大长径比发动机装药的力学响应水平,本文通过施加低温冲击载荷与内压载荷的联合作用,对于装药局部位置参数进行优化,且通过改变局部参数数值进行对比选取更优值,通过增加伞盘结构、应力释放罩等结构,改善装药力学性能,同时对于局部结构处的力学响应进行研究分析。