某型号火箭发射车起竖系统研究及工程实践

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在民营商业航天的发展热潮下,多功能移动式火箭发射车的研制得到了广泛的关注。多功能移动式火箭发射车主要适用于小型固定火箭及导弹的机动发射,其同时具备运输、起竖、发射、贮存的功能。起竖系统是多功能发射车的一个重要的组成部分,合理地设计起竖系统,能够有效的减轻发射车整体质量、降低发射车造价、提高发射车可靠性。本课题来源于实习企业的实际项目“某移动式火箭发射装置的开发”。本文以第一代该型号发射车的起竖系统为重点研究对象,采用理论计算、计算机仿真分析和试验验证三者相结合的研究方法,重现该车的设计过程,为以后该型号发射车的升级换代和其它同类型发射车的研制提供一些借鉴。首先,根据设计要求,对起竖系统中的主体构件:起竖架、发射台、挂车车架及液压系统进行相应的设计。采用动力学原理对起竖系统进行理论计算,根据计算结果对二级起竖液压缸进行设计。利用Creo对设计的结构进行三维模型的绘制。然后,将三维模型导入ADAMS中进行动力学仿真分析。将仿真分析结果与理论计算结果相对比,验证仿真结果的正确以及起竖过程动力学符合设计要求。结合仿真结果重点对火箭的加速度和铰接处受力变化进行分析研究,通过动力学仿真得出起竖系统中各铰接点的受力值,为后续的静力学分析提供数据支撑。在前文的基础上,借助ANSYS仿真软件对起竖架和挂车车架在起竖角分别为1°、30°、60°、90°四个状态时进行有限元分析,通过仿真分析得出两个承重结构应力和形变较大的部位,为以后发射车的重点维护和故障诊断提供了依据;再选用第四强度理论对起竖架和挂车车架进行强度校核,通过校核得出起竖机构是安全的,且满足设计要求。最后,在完成车体制造及装配的前提下,用SDY2102E型静态应变仪,对发射车起竖系统进行应力试验。通过试验验证前文仿真的正确性,同时也验证该系统能够按照预设要求完成火箭的起竖。
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