[发明专利]一种火箭舱段连接方法、装置、设备和介质

说明书

本发明公开了一种火箭舱段连接方法、装置、设备和介质，包括：根据目标箭体，构建与目标箭体对应的箭体一维模型；根据预设的模态振型和模态频率，确定箭体一维模型中的目标舱段；对目标舱段、目标舱段的关键连接部位和关键连接部位的连接件进行三维仿真，得到与目标舱段对应的舱段三维模型；根据箭体一维模型和舱段三维模型，得到箭体混合模型；根据获取的目标弯曲模态振型特征，确定箭体混合模型中的目标舱段的结合面，结合面为目标舱段与相邻舱段之间的刚性连接面。本申请从影响箭体模态的目标舱段着手，建立其三维模型，较准确模拟出弯曲模态振型的形态特征，不需要依赖于试验方法进行关键连接部位的研发，进而降低了试验成本。

技术领域

本发明涉及航天仿真技术领域，尤其涉及一种火箭舱段连接方法、装置、设备和介质。

背景技术

重复使用火箭是指从地面起飞完成预定发射任务后，全部或部分返回并安全着陆，经过检修维护与燃料加注，可再次执行发射任务的火箭。重复使用运载火箭的概念是相对于一次性使用运载火箭而言的。

在研制重复使用火箭时，需要进行大量模态试验，但是模态试验的成本较高，导致重复使用火箭的研制成本居高不下。

相关技术中主要通过箭体动力学仿真技术手段，进行重复使用火箭的研制，但是对于箭体上的关键连接部位的研发，仍然需要依靠模态试验才能完成，导致重复使用火箭的研制成本仍然较高。

发明内容

本申请实施例通过提供一种火箭舱段连接方法、装置、设备和介质，解决了现有技术中需要依靠模态试验才能研发关键连接部位，导致重复使用火箭的研制成本较高的技术问题，实现了依靠仿真技术研发关联连接部位，降低了重复使用火箭的研制成本的技术效果。

第一方面，本申请提供了一种火箭舱段连接方法，方法包括：

根据目标箭体，构建与目标箭体对应的箭体一维模型；

根据预设的模态振型和模态频率，确定箭体一维模型中的目标舱段，其中，目标舱段的匹配度不低于设定匹配度；

对目标舱段、目标舱段的关键连接部位和关键连接部位的连接件进行三维仿真，得到与目标舱段对应的舱段三维模型；

根据箭体一维模型和舱段三维模型，得到箭体混合模型；

根据获取的目标弯曲模态振型特征，确定箭体混合模型中的目标舱段的结合面，结合面为目标舱段与相邻舱段之间的刚性连接面。

进一步地，根据目标箭体，构建与目标箭体对应的箭体一维模型，包括：

根据目标箭体的结构、等效厚度和材料铺层的等效力学，构建与目标箭体对应的箭体一维模型。

进一步地，根据预设的模态振型和模态频率，确定箭体一维模型中的目标舱段，包括：

针对箭体一维模型中的每个舱段，调整每个舱段的材料参数和力学性能参数，确定每个舱段的模态振型和模态频率；

根据每个舱段的模态振型与预设的模态振型的第一匹配度，以及每个舱段的模态频率与预设的模态频率的第二匹配度，从箭体一维模型中的多个舱段中确定目标舱段。

进一步地，对目标舱段、目标舱段的关键连接部位进行三维仿真，包括：

根据目标箭体的纵向承力结构，对目标舱段和目标舱段的关键连接部位进行三维仿真。

进一步地，对关键连接部位的连接件进行三维仿真，包括：

根据连接件的预紧力矩、螺纹升角、摩擦角和直径，对关键连接部位的连接件进行三维仿真。

进一步地，关键连接部位的连接件包括螺栓。

进一步地，根据获取的目标弯曲模态振型特征，确定箭体混合模型中的目标舱段的结合面，包括：