● 摘要
柔性喷管推力矢量控制在战略导弹及运载助推器上已取得广泛应用，而随着战术导弹，尤其是防空和反导导弹机动性、操纵性要求的不断提高，对柔性喷管提出了小型化的应用需求。在轻质小力矩结构设计过程中，有限元分析成为辅助优化设计的可行手段。为了研究柔性接头结构特性仿真时，柔性接头弹性件本构模型在不同载荷条件下的适用性问题，本文首先建立柔性接头静态特性测试试验系统，通过试验测得了柔性接头在常温条件下的轴向刚度、弹性比力矩和增强件环向应力的特性，研究了柔性接头静态特性参数随载荷（压强、摆角）的变化规律。其次，基于柔性接头弹性件材料力学性能试验，测得了橡胶材料的应力-应变特性数据，基于最小二乘原理对材料力应变数据进行拟合，得到各橡胶本构模型的参数，评估各模型拟合误差选取适合于柔性接头有限元分析的橡胶弹性件本构模型。再次，利用有限元分析软件，对压强载荷、压强摆角载荷下柔性接头的静态特性进行了仿真计算，得到了柔性接头轴向压缩位移、增强件环向应力、弹性件剪应力及柔性接头摆角力矩等特性参数随压强和摆角的变化趋势。最后，通过对比分析柔性接头静态特性试验结果与其有限元仿真结果，对用于柔性接头有限元仿真的弹性件本构模型在各载荷条件下的适用性进行了分析，揭示了不同本构模型在柔性接头有限元仿真中的适用条件。