● 摘要
新一代运载火箭的研制对航天器结构动力学分析的要求越来越高。对于占火箭大部分体积和质量的液体推进剂贮箱，其振动特性对整体火箭动态特性有着很大的影响。本文基于MSC. Patran/Nastran有限元软件，将贮箱及火箭结构简化为圆柱壳，分析其在内压产生的预应力和液体推进剂影响下的固有振动特性。具体的内容和成果有：分析了轴向和径向载荷引起的预应力对圆柱壳固有频率的影响及其物理机理，发现不同性质的载荷对弯曲、轴向伸缩和呼吸三种振动频率的影响是不同的。并由此对内压作用下的贮箱模型的动态特性进行了分析，结果显示其弯曲频率随贮箱长细比的不同而升高或降低。分别用虚质量方法和等效质量方法分析了盛液贮箱的横、纵向固有振动特性，比较了二者的计算精度和适用范围。并通过建立MPC改进了等效质量方法，使其能够同时考虑液体对贮箱横、纵向振动特性的影响，对工程应用具有重要意义。