【摘 要】
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可重复使用的高超声速飞行器返回大气层内的路程中,会受到气动加热的严重影响,进而导致飞行器表面的温度迅速升高。为了飞行器内部结构温度不超出限制范围,保障飞行安全,一般采用在高超声速飞行器表面布置陶瓷隔热瓦来保护机体的内部结构。考虑到材料本身特性及热膨胀变形,机体表面的隔热瓦以块状阵列的形式铺设。任意两块相邻的隔热瓦间都有间隙,而且每一行隔热瓦之间的缝隙也都进行了错位布置。阵列布局的隔热瓦缝隙尺寸参数
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可重复使用的高超声速飞行器返回大气层内的路程中,会受到气动加热的严重影响,进而导致飞行器表面的温度迅速升高。为了飞行器内部结构温度不超出限制范围,保障飞行安全,一般采用在高超声速飞行器表面布置陶瓷隔热瓦来保护机体的内部结构。考虑到材料本身特性及热膨胀变形,机体表面的隔热瓦以块状阵列的形式铺设。任意两块相邻的隔热瓦间都有间隙,而且每一行隔热瓦之间的缝隙也都进行了错位布置。阵列布局的隔热瓦缝隙尺寸参数会对受载后隔热瓦之间接触应力起主要影响。为了研究缝隙参数对隔热瓦组件变形的影响,本文在固定几何尺寸的曲面上布置了不同尺寸(包括平面尺寸和厚度尺寸)的隔热瓦,然后编写Python脚本实现各种不同几何尺寸下曲面阵列隔热瓦的参数化建模,并进行了隔热瓦组件有限元分析流程中的前处理和后处理。有限元计算完成后,利用Isight软件的集成功能,通过二次响应面法拟合了曲面阵列隔热瓦缝隙参数与隔热瓦间接触应力关系的数学分析模型。之后采用序列二次规划法进行优化计算,得到不产生挤压力的曲面阵列隔热瓦缝隙参数的最优解,为在曲面表面进行隔热瓦阵列布置时的缝隙参数(缝隙宽度和缝隙间距)的设计提供了参考。
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