气孔影响：固体火箭发动机结构完整性的有限元分析

"这篇论文是2015年由李记威、房雷、李晔鑫和职世君在中国空空导弹研究院发表的，探讨了固体火箭发动机含气孔装药的结构完整性问题。作者们利用线性粘弹性有限元方法和基于表面的流体空腔技术，构建了发动机的三维有限元模型，研究了点火增压过程中气孔尺寸和内部流体压力对装药结构完整性的具体影响。" 在固体火箭发动机的设计和制造过程中，装药的缺陷，尤其是气孔，是一个重要的考虑因素。气孔可能由于原材料的不均匀性、制造工艺缺陷或储存条件不佳等原因产生。论文指出，这些气孔会在发动机运行时导致应力集中，从而影响结构的稳定性。 线性粘弹性有限元方法是一种数值计算技术，用于模拟材料在受力时的变形和应力分布情况。这种方法能精确地模拟固体火箭发动机在点火瞬间和增压过程中的动态响应，揭示气孔对结构性能的影响。同时，表面基于流体空腔的技术使得能够更准确地模拟气孔内的流体压力状态。 研究表明，气孔周围的应力集中现象与气孔的大小和内部压强有密切关系。当气孔内初始压强增大时，气孔周围的应力集中会减弱，这可能是由于更高的内部压力有助于分散外部压力的作用。相反，如果气孔直径增加，应力集中会变得更严重，这可能导致装药结构的局部破坏，从而影响发动机的性能和安全性。 关键词“结构完整性”是指系统在承受预期载荷下保持其原始几何形状和功能的能力，对于固体火箭发动机来说，结构完整性是至关重要的，因为任何结构失效都可能导致灾难性的后果。有限元方法在此领域的应用，为评估和优化设计提供了有力工具。而“粘弹性”是指固体材料同时表现出弹性和黏性特征，适用于描述火箭装药在动态加载下的行为。 论文中提到的“气孔”是固体火箭发动机装药中的一种常见缺陷，其对发动机性能的影响不容忽视。通过深入研究，可以优化制造工艺，减少气孔产生，或者通过设计补偿措施来增强结构的抵抗能力，以确保发动机在工作过程中保持结构完整，从而提高其可靠性和安全性。 这篇论文为固体火箭发动机的设计和改进提供了宝贵的理论依据，强调了在考虑材料特性和制造工艺时，对含气孔装药的结构完整性分析的重要性。这样的研究对于提升我国航天技术的竞争力和保障军事装备的安全性具有深远意义。