整流罩
關(guān)注創(chuàng)建者：才有會心 創(chuàng)建時間：2018-08-31
整流罩的視頻教程
CST超表面材料仿真實戰(zhàn)
適用于在讀微波、太赫茲、光學人工合成復合超表面材料研究的研究生、本科生，以及從事軍品整流罩、天線罩、吸波尖劈等行業(yè)設(shè)計人員； 課程對超材料主流的頻率選擇表面、高阻抗表面、理想吸收體、極化轉(zhuǎn)化器、輻射表面、波前控制表面、非線性超表面做了講解，并著重對極化轉(zhuǎn)換類超材料做展開，在石墨烯課程中講解了相位梯度、波束形成、吸波體、EIT等學術(shù)熱門分類 課程以理論和仿真為主，對近期的SCI原刊做內(nèi)容講解和一步步的仿真演示
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整流罩的實例教程
整流罩地面分離過程仿真 ￥19.89
整流罩地面分離過程仿真
1.1 仿真動機
對于整流罩地面分離過程仿真的必要性，從以下幾個方面考慮：
1）為了準確模擬整流罩在高空的分離過程，需要在大型真空罐內(nèi)進行分離試驗。然而，由于整流罩真空分離試驗所需成本和對設(shè)備要求均較高，目前國內(nèi)尚不具備實驗條件。
2）隨著我國航天水平的進步，對大推力火箭的需求日益迫切。為能承載更多有效載荷，大推力火箭要求配備大型整流罩。整流罩的尺寸增大使其結(jié)構(gòu)剛度相對減小，地面環(huán)境下氣動載荷帶來的影響相對增大，可能導致出現(xiàn)如彎曲、扭轉(zhuǎn)、呼吸等復雜的變形情況，不能視其為剛體。
1.2 仿真難點
整流罩地面分離過程仿真中存在的難點包括：
1）為提升仿真結(jié)果的精確性，要求整流罩模型具有一定精細度。省略一些不必要的結(jié)構(gòu)或作適當簡化，加強關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的準確性和精確度，如何掌握這兩者的平衡是難點之一。
2）為實現(xiàn)仿真過程的高效性，必須考慮已有結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分。如何選取網(wǎng)格類型和網(wǎng)格密度，使之在不影響結(jié)果精確性的前提下實現(xiàn)較高的計算速度，又是一大難點。
3）整流罩地面分離是一典型的流固耦合問題。在此過程中，罩外大氣附加整流罩氣動力，影響其運動和變形；整流罩的運動與變形反過來又會影響罩外大氣的流動。如何選擇具有解決流固耦合問題能力的大型有限元軟件以及如何選取合理高效的算法，成為整流罩地面分離過程仿真的首要難點。
1.3 仿真路線
以上，在仿真動機驅(qū)動下，重點關(guān)注仿真難點，同時考慮甲方對于大型有限元軟件的要求，選擇基于Abaqus/Explicit求解器的耦合歐拉-拉格朗日（CEL，coupled Eulerian-Lagrangian）算法分析整流罩在氣動力作用下的分離特性，從而實現(xiàn)地面分離過程仿真。
展開 有效載荷整流罩的兩部分加在一起，高約13米，寬約5米，重約1000公斤。這種形狀怪異的整流罩就像一艘船的船殼，它會以很高的速度垂直穿過大氣層，造成自身的翻滾。SpaceX公司在整流罩上安裝了冷卻氮氣推進器，使其在降落過程中能夠穩(wěn)定下來。在大氣阻力的幫助下，一旦整流罩減到一定的速度，裝備有衛(wèi)星定位系統(tǒng)的可操縱降落傘(稱為“翼傘”)將在水面上空約8公里處展開。如果一切按計劃進行，翼傘將使整流罩輕輕滑入史蒂文先生的網(wǎng)中。
史蒂文先生于2018年2月首次亮相，試圖在獵鷹9號火箭將一顆西班牙雷達成像衛(wèi)星送入軌道后捕捉到整流罩。這次嘗試失敗了，回收船距離整流罩的降落位置幾百米，但SpaceX沒有放棄。史蒂文先生已經(jīng)冒險回到海上進行了三次后續(xù)嘗試。盡管迄今為止的所有嘗試都沒有成功捕獲整流罩，但SpaceX一直在收集重要數(shù)據(jù)，以幫助公司向前發(fā)展。
8月13日，我看到了一個罕見的景象:史蒂文先生的網(wǎng)中放著整流罩。SpaceX公司似乎在利用整流罩進行測試，以便工程師更好地了解史蒂文先生的捕網(wǎng)性能。從網(wǎng)中可以看到的是整流罩的兩個部分之一，其連接在一個起重機上被反復升降。
史蒂文先生的新網(wǎng)比之前的更大更結(jié)實。從表面上看，即使沒有起重機的支撐，整張網(wǎng)似乎也能承受整流罩的重量。這是一個非常好的消息，因為SpaceX公司并不會想要整流罩砸穿網(wǎng)撞到史蒂文先生的甲板上。
（圖示：8月13日，史蒂文先生的網(wǎng)中放著整流罩。SpaceX公司似乎在利用整流罩進行測試，以便工程師更好地了解史蒂文先生的捕網(wǎng)性能。）
目前，SpaceX正專注于回收一半整流罩，并繼續(xù)將另一半打撈出海。這一成就將標志著總部位于加州霍桑的航空航天公司的巨大成功;設(shè)法在再次發(fā)射時只重用一個整流罩的一半，隨著時間的推移也將會節(jié)省大量的成本。
展開 建立了某航天器整流罩有限元計算模型，分析了殼體結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性；采用OptiStruct優(yōu)化技術(shù)對整流罩殼體進行尺寸優(yōu)化，給出了最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸，縮短了結(jié)構(gòu)設(shè)計的時間，優(yōu)化后的整流罩結(jié)構(gòu)滿足整體強度、剛度和穩(wěn)定性要求。
程昌_基于HyperWorks的航天器整流罩結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化.pdf
某型飛機復合材料整流罩優(yōu)化設(shè)計
1引言
現(xiàn)在航空航天工業(yè)中，減輕設(shè)計重量和縮短設(shè)計周期是2個突出的問題。結(jié)構(gòu)優(yōu)化被證明在這2個方面是非常有效的工具。HyperWorks中的OptiStruct在結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域受到了眾多航空企業(yè)的認可并大量應(yīng)用。
針對金屬結(jié)構(gòu)，通過兩步法進行優(yōu)化設(shè)計。第一步，通過拓撲優(yōu)化方法得到概念設(shè)計；第二步，用參數(shù)優(yōu)化和形狀優(yōu)化方法對設(shè)計細節(jié)進行進一步優(yōu)化。復合材料給設(shè)計帶來了很多可變因素，所以優(yōu)化也更為復雜。針對纖維增強復合材料層合板，主要應(yīng)用復合材料三步法優(yōu)化方法。第一步，運用自由尺寸優(yōu)化，考慮到鋪層方向，給出材料的總體分布，得到每個角度鋪層的厚度分布；第二步，考慮到所有的制造加工約束和工況載荷，對每個角度鋪層進行尺寸優(yōu)化，得到每個角度鋪層的精確厚度分布和沒有角度的鋪層數(shù)量；第三步，進行鋪層順序優(yōu)化，得到滿足制造工藝要求的鋪層順序。這種方法已經(jīng)在OptiStruct中實現(xiàn)并為眾多航空企業(yè)所應(yīng)用。
本案例基于OptiStruct軟件通過復合材料三步優(yōu)化方法對某型飛機復合材料整流罩進行了優(yōu)化設(shè)計，最終實現(xiàn)了減重目標。
2模型簡介
整流罩模型如圖 1所示，長度為3000mm，寬度為2000mm。模型材料屬性為碳纖維復合材料，初始鋪層為[0/45/-45/90]，單層厚度為2mm，單層板材料屬性如表 1所示。載荷工況包括2個：一個是0.02MPa內(nèi)部均布壓力載荷工況；另一個是+Z向6.75g過載工況。模型中有2個負載，分別為2kg和3kg，通過RBE3單元施加到整流罩上，另外對模型四邊施加固定約束，如圖 2所示。整流罩的設(shè)計中需要考慮兩者關(guān)鍵指標：一是一階固有頻率不小于20Hz，二是結(jié)構(gòu)最大應(yīng)變小于1000微應(yīng)變。
展開 SpaceX在周一再次嘗試回收火箭的整流罩，但是回收船“史蒂文先生”(Mr. Steven)的大網(wǎng)未能捕捉到整流罩。整流罩濺落在了水中。“獵鷹整流罩有一半未能進入捕捉網(wǎng)中，但是輕柔地濺落在水中，”SpaceX CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)在Twitter上稱。他表示，回收船正在打撈整流罩。
馬斯克還稱，SpaceX計劃把整流罩晾干，然后再次發(fā)射?！罢袋c水問題不大，”他說。
周一的成功發(fā)射創(chuàng)造了SpaceX新的年度發(fā)射紀錄：19次。去年全年，SpaceX完成了18次火箭發(fā)射任務(wù)。周二，SpaceX還將從佛羅里達卡納維拉爾角再次發(fā)射火箭。
本文來源：三體引力波、鳳凰網(wǎng)、新浪網(wǎng)
展開 
整流罩的最新內(nèi)容
該組件捕捉了外部幾何形狀，包括各級結(jié)構(gòu)，例如固體火箭助推器、芯級、低溫上面級、有效載荷整流罩和級間結(jié)構(gòu)。
該設(shè)計適用于航空航天教育、運載火箭架構(gòu)研究以及級間結(jié)構(gòu)、推進系統(tǒng)集成和結(jié)構(gòu)布局的概念分析。
該模型旨在用于可視化、參考和教學用途，而非進行詳細的飛行驗證分析，并可用于仿真、演示或進一步的子系統(tǒng)開發(fā)。
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基于MSC Nastran生成帶分布載荷的柔性體
考慮分布載荷作用下整流罩分離過程的應(yīng)用
在剛?cè)狁詈戏治龅膶嶋H應(yīng)用中，某些柔性體會承受分布載荷的作用，通過外部有限元軟件生成柔性體mnf文件時，多數(shù)軟件無法生成帶分布載荷的柔性體。而MSC Nastran則可以直接生成帶有分布載荷的柔性體，然后導入Adams中通過建立模態(tài)力實現(xiàn)分布載荷的施加，這就為此類問題提供了關(guān)鍵、高效的解題思路。
基于MSC Nastran生成帶分布載荷的柔性體
考慮分布載荷作用下整流罩分離過程的應(yīng)用
在剛?cè)狁詈戏治龅膶嶋H應(yīng)用中，某些柔性體會承受分布載荷的作用，通過外部有限元軟件生成柔性體mnf文件時，多數(shù)軟件無法生成帶分布載荷的柔性體。
該子程序?qū)Ｓ糜陬A測纖維增強復合材料（如碳纖維、玻璃纖維層合板）的漸進失效行為，適用于航空航天結(jié)構(gòu)（機翼蒙皮、整流罩）、新能源汽車電池包防護結(jié)構(gòu)、風電葉片等領(lǐng)域的強度分析與失效預測。其優(yōu)勢在于精確模擬從初始彈性響應(yīng)、塑性變形到最終斷裂的全過程，尤其擅長處理沖擊載荷、復雜應(yīng)力狀態(tài)下的損傷演化問題。
整流罩地面分離過程仿真
1.1 仿真動機
對于整流罩地面分離過程仿真的必要性，從以下幾個方面考慮：
1）為了準確模擬整流罩在高空的分離過程，需要在大型真空罐內(nèi)進行分離試驗。然而，由于整流罩真空分離試驗所需成本和對設(shè)備要求均較高，目前國內(nèi)尚不具備實驗條件。
2）隨著我國航天水平的進步，對大推力火箭的需求日益迫切。為能承載更多有效載荷，大推力火箭要求配備大型整流罩。
</p><p><br></p><p>這里展示的是飛機翼身整流罩復合材料的優(yōu)化案例，那專業(yè)上我們叫復材優(yōu)化三部曲。
該研究比較了不同整流罩配置之間的阻力系數(shù)、速度矢量、壓力輪廓和湍流動能。結(jié)果表明，雖然所有蓋子與傳統(tǒng)汽車托運車相比都表現(xiàn)出阻力系數(shù)的降低，但兩種特定的蓋子表現(xiàn)出明顯的阻力降低。
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拆掉鼓風機的出風口，3D打印一個整流罩。
再打印個迎風面積相等的正方體和水滴，穿在兩條平行軸上，細線繞過整流罩將二者相連。卷上家里的透明桌布，風洞就建成了。
鼓風機開啟后，二者誰受的風阻大，誰就會被吹得向后跑，而風阻小的會被細線拉著迎風向前。開機。瞬間，正方體就被吹到了后面，而水滴形則由于風阻小被拉到了前方。
只有頭部的整流罩和降落傘艙摔壞了。于是重新3D打印了整流罩，重新制作了降落傘，由于上次傘艙提前打開的教訓，這次將傘艙打開時間延長到了7秒，并用鼓風機高速吹，模擬火箭上升過程周圍氣流可能對傘艙的干擾，沒有問題。
來到發(fā)射場地，繼續(xù)飛。準備，3，2，1！火箭啟動直沖云天，鏡頭難追身影忽閃；降落傘按時綻放如蝶翩翩，草坪輕落，一切完美無間！
一般真實火箭會有一個整流罩，除了隔熱，其流線形狀還有減小空氣阻力的作用。
看來我的水火箭得換個頭。以真實火箭整流罩為基礎(chǔ)，按照我的水火箭尺寸建了模，用天洑優(yōu)化軟件AIPOD以40m/s運動時阻力加重力最小為優(yōu)化目標進行自動仿真優(yōu)化，一晚上AIPOD自動算了近百個案例，第二天一早，我得到了想要的模型。
