基于Patran二次开发的贮箱隔膜结构设计与分析系统*

马维力,　周仕明,　穆小强,　陈晶晶,　李道奎*

(1.国防科学技术大学 航天科学与工程学院,湖南 长沙 410073;2.西安航天动力研究所，陕西 西安 710100)



基于Patran二次开发的贮箱隔膜结构设计与分析系统*

马维力1,周仕明1,穆小强2,陈晶晶1,李道奎1*

(1.国防科学技术大学 航天科学与工程学院,湖南 长沙 410073;2.西安航天动力研究所，陕西 西安 710100)

利用有限元软件MSC.Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language)，结合Matlab和VC#语言，开发了金属隔膜贮箱设计与分析系统．推导得到金属隔膜关键构型参数间的几何关系，实现了隔膜的设计与仿真分析的自动进行．系统的主要功能包括参数化有限元模型的建立、材料属性及边界条件自动施加、翻转过程的数值仿真以及丰富的后处理功能．系统中集成了隔膜设计与翻转仿真领域的工程经验，避免重复工作，提高工作效率，降低研发成本，在金属隔膜贮箱的结构设计和分析领域有较高的实用意义．

推进剂贮箱；隔膜；设计分析系统；PCL

金属隔膜贮箱因为工作原理简单，流量可调范围大，在失重或者微重力状态下加速度不受干扰影响的特点，在需要多次变轨、调姿的航天器上得到越来越广泛的应用[1，2]．其隔膜的翻转是一个典型的薄壳受压问题，涉及几何非线性和材料非线性的相互耦合，隔膜几何构型多为类球形或者锥柱形，其翻转过程的非线性计算在理论上尚未有很好的解决方法，实验研究又花费巨大，有限元法因此成为了重要的研究手段.应用商用有限元软件……