喷管热防护结构热应力的有限体积法研究

针对喷管热防护结构的热应力问题,采用有限体积法(FVM)建立了轴对称各向异性热应力求解算法,并开发了计算程序。该方法基于连续介质假设,应用FVM离散方法固体热弹性方程,采用体积源项方法处理轴对称问题,并通过矩阵转换处理弹性矩阵与面积矢量以考虑材料的各向异性,材料界面处力学参数采用中心差分方法插值,通过迭代法解决材料力学参数随温度变化的非线性问题。为了验证所开发程序的准确性和有效性,使用4个基础算例进行了测试,并将计算结果与有限元法(FEM)进行了对比。结果表明,提出的算法能够准确求解各向异性复合材料的热应力问题;喷管扩张段尾部仿真结果显示热-机载荷共同作用下的位移量为机械载荷下的2.65倍。

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本文档关键词:喷管,应力,体积,防护,有限