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嵌入装药结构的传感器参数确定方法、装置及相关设备制造方法及图纸

技术编号:44731406 阅读:5 留言:0更新日期:2025-03-21 17:55
本申请涉及力学状态监测技术领域,揭示了一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法、装置及相关设备,该方法包括:通过基于嵌入传感器的固体推进剂试件建立有限元模型;对有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场;对应力应变场进行力学状态分析,确定传感器和固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数;基于应变协调性和应力集中系数确定传感器的目标材料参数,优化嵌入推进剂的传感器的材料参数,以提高对装药结构力学状态的测量准确性,进而降低发动机装药结构完整性评估的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力学状态监测,尤其涉及一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法、装置、计算机设备及存储介质。


技术介绍

1、为了有效验证固体发动机装药结构完整性计算结果,需要对发动机装药结构的力学状态进行监测,其监测结果一方面能够实时判断发动机装药结构的脱粘、裂纹等失效,另一方面为“虚实结合”的发动机数字孪生技术奠定数据基础。目前,通过将传感器埋入推进剂和界面或者布置在内腔,以对固体发动机的力学状态进行检测,从而为固体发动机装药结构完整性仿真验证提供更为丰富的数据支持。

2、然而,由于固体发动机装药结构的材料不连续性、材料因老化而性能变化等因素,导致对发动机装药结构力学状态的测量准确性较低,使发动机装药结构完整性评估变得更加复杂。因此,如何确定嵌入推进剂的传感器的材料参数是亟需解决的问题。


技术实现思路

1、本申请提出了一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法、装置、计算机设备及存储介质,优化嵌入推进剂的传感器的材料参数,以提高对装药结构力学状态的测量准确性,进而降低发动机装药结构完整性评估的复杂度。

2、第一方面,提供了一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法,包括:

3、基于嵌入传感器的固体推进剂试件建立有限元模型;

4、对所述有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场;

5、对所述应力应变场进行力学状态分析,确定所述传感器和所述固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数;

6、基于所述应变协调性和所述应力集中系数确定所述传感器的目标材料参数。

7、第二方面,提供了一种嵌入装药结构的传感器参数确定装置,包括:

8、建立模块,用于基于嵌入传感器的固体推进剂试件建立有限元模型;

9、模拟模块,用于对所述有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场;

10、分析模块,用于对所述应力应变场进行力学状态分析,确定所述传感器和所述固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数;

11、确定模块,用于基于所述应变协调性和所述应力集中系数确定所述传感器的目标材料参数。

12、可选地,在本申请的一些实施例中,所述分析模块包括:

13、提取子模块,用于从所述应力应变场中提取固体推进剂试件的拉伸等效应力数据;

14、分析子模块,用于对所述拉伸等效应力数据进行力学状态分析,确定所述应变协调性和所述应力集中系数。

15、可选地,在本申请的一些实施例中,所述分析子模块包括:

16、第一获取单元,用于基于拉伸等效应力数据获取所述传感器上表面的纵向应力;

17、第二获取单元,用于获取无嵌入传感器的固体推进剂平均应力;

18、归一化单元,用于将所述传感器上表面的纵向应力与无嵌入传感器的固体推进剂的平均应力进行归一化得到应力集中系数。

19、可选地,在本申请的一些实施例中,所述分析子模块包括:

20、第一确定单元,用于基于所述拉伸等效应力数据确定所述传感器和所述传感器周围的固体推进剂之间的平均应变差、传感器周围固体推进剂的平均应变、所述传感器与同位置未埋置推进剂之间的平均应变差和同位置未埋置固体推进剂的平均应变差;

21、第二确定单元,用于基于所述传感器和所述传感器周围的固体推进剂之间的平均应变差和传感器周围固体推进剂的平均应变,确定第一相对应变差;

22、第三确定单元,用于基于所述传感器与同位置未埋置固体推进剂之间的平均应变差和同位置未埋置固体推进剂的平均应变差,确定第二相对应变差;

23、第四确定单元,用于基于第一相对应变差和第二相对应变差确定应变协调性。

24、可选地,在本申请的一些实施例中,所述模拟模块包括:

25、划分单元,用于对所述有限元模型进行网格划分;

26、模拟单元,用于响应于所述有限元模型的模型参数设置操作,对所述有限元模型进行拉伸模拟,得到所述应力应变场。

27、可选地,在本申请的一些实施例中,所述有限元模型为二维平面模型。

28、可选地,在本申请的一些实施例中,所述传感器为柔性传感器,所述柔性传感器包括两个平行设置的极板和设置在两个所述极板之间的柔性夹层。

29、第三方面,提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述嵌入装药结构的传感器参数确定方法的步骤。

30、第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述嵌入装药结构的传感器参数确定方法的步骤。

31、本申请提供一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法、装置、计算机设备及存储介质,通过基于嵌入传感器的固体推进剂试件建立有限元模型;对有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场;对应力应变场进行力学状态分析,确定传感器和固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数;基于应变协调性和应力集中系数确定传感器的目标材料参数。在本申请提供的嵌入装药结构的传感器参数确定方案中,通过基于嵌入传感器的固体推进剂试件建立有限元模型,而后,对有限元模型进行拉伸模拟,以对嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场进行力学状态分析,确定所述传感器和固体推进剂试件之间的应变协调性和应力集中系数,从而确定所述传感器的目标材料参数。可见,通过嵌入传感器的固体推进剂试件对应的有限元模型的拉伸模拟对嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场进行力学状态分析,以优化嵌入推进剂的传感器的材料参数,提高对装药结构力学状态的测量准确性,进而降低发动机装药结构完整性评估的复杂度。

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【技术保护点】

1.一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述应力应变场进行力学状态分析,确定所述传感器和所述固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数,包括:

3.根据权利要求2所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述拉伸等效应力数据进行力学状态分析,确定所述应变协调性和所述应力集中系数,包括:

4.根据权利要求2所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述拉伸等效应力数据进行力学状态分析,确定所述应变协调性和所述应力集中系数,包括:

5.根据权利要求1所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场,包括:

6.根据权利要求1至5任一项所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述有限元模型为二维平面模型。

7.根据权利要求1至5任一项所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述传感器为柔性传感器,所述柔性传感器包括两个平行设置的极板和设置在两个所述极板之间的柔性夹层。

8.一种嵌入装药结构的传感器参数确定装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述嵌入装药结构的传感器参数确定方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述嵌入装药结构的传感器参数确定方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述应力应变场进行力学状态分析,确定所述传感器和所述固体推进剂的之间的应变协调性和应力集中系数,包括:

3.根据权利要求2所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述拉伸等效应力数据进行力学状态分析,确定所述应变协调性和所述应力集中系数,包括:

4.根据权利要求2所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述拉伸等效应力数据进行力学状态分析,确定所述应变协调性和所述应力集中系数,包括:

5.根据权利要求1所述的嵌入装药结构的传感器参数确定方法,其特征在于,所述对所述有限元模型进行拉伸模拟,得到嵌入传感器的固体推进剂试件的应力应变场,包括:

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:段磊光王学仁强洪夫王婷王鑫峰裴书帝
申请(专利权)人:中国人民解放军火箭军工程大学
类型:发明
国别省市:

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