氢主阀波纹管组件是火箭发动机的关键部件之一,波纹管组件灵活性的好坏直接影响整个系统的稳定性和可靠性。波纹管参数化建模和有限元仿真环节是波纹管灵活性分析的重要内容,灵活性数据的采集和分析更是其中的重要模块,直接影响波纹管组件灵活性的判定。目前对氢主阀波纹管组件灵活性检测主要还依靠人工手动检查、人眼观察的的方式,检测效率较低又有较大的人工误差,没有波纹管运动特性数据支持无法定性分析其灵活性的好坏。同时,由于金属波纹管的重要工作特性和结构形状,波纹管的强度、刚度、稳定性和疲劳寿命等都影响其运动的灵活性,而金属波纹管成型复杂,在对其设计和实验验证阶段用实物验证极大提高项目的研发成本并延长研发周期,亟需开发一套金属波纹管参数化建模仿真软件平台和波纹管组件灵活性检测的自动化分析系统。首先研究了氢主阀波纹管组件的工作过程,针对金属波纹管的结构特性和可靠性问题建立了符合波纹管成型工艺的简化模型,利用ANSYS有限元仿真软件深入研究了氢主阀的大波纹管和小波纹的轴向刚度,变形机理和疲劳寿命,为工程设计及波纹管组件灵活性评定标准提供理论基础。设计了由用户登录模块、数据采集模块,灵活性分析模块和波纹管参数化建模仿真模块组成的波纹管灵活性分析系统,利用Visual C++对ANSYS进行二次开发,搭建了由参数化建模、静力学分析、模态分析、瞬态动力学分析和后处理结果显示模块组成的参数化建模仿真模块。通过参数化建模平台研究了波纹管轴向参数、径向参数和壁厚参数在特定载荷下对应力分布的影响,为工程设计提供数据支持。用户登录模块能够对用户信息和产品信息进行统一管理,数据采集模块实现对下位机的参数设置和数据采集,灵活性分析模块提供偏差分析、运动速度分析、极限区间判定等多种灵活性检测方法。系统采用ACCESS数据库并提供多种方式实现上位机与数据库的数据交互。通过实验获得了检测系统的气压-电机转数特性方程,提出一种气压线性化方案并利用半波正弦信号验证气压反馈算法良好的跟踪性,验证气压线性化方案满足实验要求。建立了波纹管组件灵活性的评定标准,得到了不同产品波纹管组件灵活性评定结果,方案满足项目要求。