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摘要：本申请涉及一种离子推力器碳碳栅极等效性能仿真方法及装置，根据碳碳栅极和立方体微观模型得到碳碳单向层等效材料性能参数；根据碳碳单向层等效材料性能参数和正六棱柱细观模型得到非栅孔区域等效材料性能参数和栅孔区域等效材料性能参数；根据非栅孔区域等效材料性能参数、栅孔区域等效材料性能参数和栅极等效宏观模型，得到碳碳栅极等效结构响应仿真结果；根据碳碳栅极等效结构响应仿真结果，迭代优化碳碳栅极等效性能仿真模型；根据碳碳栅极等效性能仿真模型进行离子推力器碳碳栅极等效性能仿真。快速预测碳碳栅极等效性能、缩短研发周期、降低研发成本。

主权项：1.一种离子推力器碳碳栅极等效性能仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：获取离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳栅极；根据所述碳碳栅极和立方体微观模型，得到所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳单向层等效材料性能参数；具体地，所述立方体微观模型包括：碳纤维、热解碳基体和孔隙，所述立方体微观模型的边长大于纤维半径的十倍，不规则孔隙和椭球体近似比为2:1；通过周期性网格划分，在所述立方体微观模型的对应面、棱边和顶点上施加周期性边界条件，将所述立方体微观模型等效为正交各向异性材料构成，从而获得碳碳单向层等效材料性能参数；根据施加的周期性边界条件包括的温度载荷，获得等效热膨胀系数参数；根据施加的周期性边界条件包括的热流载荷，获得等效热传导率参数；将所述等效热膨胀系数参数、所述等效热传导率参数统称为所述碳碳单向层等效材料性能参数；根据所述碳碳单向层等效材料性能参数和正六棱柱细观模型，得到所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的非栅孔区域等效材料性能参数和栅孔区域等效材料性能参数；具体地，所述正六棱柱细观模型包括：多个单向层呈反对称角铺层，所述正六棱柱细观模型平行相对侧面的距离为栅孔间距，高度为栅极厚度；通过周期性网格划分，在正六棱柱细观模型的对应面、棱边和顶点上施加所述周期性边界条件，使正六棱柱细观模型中平行相对面上的应力应变保持一致，从而获得非栅孔区域等效材料性能参数和栅孔区域等效材料性能参数；根据施加的周期性边界条件包括的拉压弯剪载荷，获得拉伸模量、剪切模量、泊松比等效弹性性能参数；将所述拉伸模量、剪切模量、泊松比等效弹性性能参数称为非栅孔区域等效材料性能参数和栅孔区域等效材料性能参数；根据所述非栅孔区域等效材料性能参数、所述栅孔区域等效材料性能参数和栅极等效宏观模型，得到所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳栅极等效结构响应仿真结果；根据所述碳碳栅极等效结构响应仿真结果，迭代优化所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳栅极等效性能仿真模型；根据所述碳碳栅极等效性能仿真模型进行所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的等效性能仿真；其中，所述根据所述碳碳栅极等效结构响应仿真结果，迭代优化所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳栅极等效性能仿真模型，包括：将所述碳碳栅极等效结构响应仿真结果与试验测量结果进行对比，得到所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的对比结果；根据所述对比结果，迭代优化所述离子推力器碳碳栅极等效性能仿真的碳碳栅极等效性能仿真模型。

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