航空航天设备的特殊性质要求其具有严格的可靠性和安全性,火箭发射台的工作状态更是影响发射任务成败的关键因素,关系到人员的生命安全以及国家财产安全。对发射台建立结构安全监测系统,能第一时间识别结构损伤并给予报警提醒,挽救损失,获得巨大的经济效益和社会效益。本文以某型号运载火箭发射台作为研究对象,通过仿真软件分析该发射台在燃料加注、发射、结构存在缺陷等各个工况下的受力和变形,并指导利用光纤光栅传感器搭建了发射台的结构应力监测系统,实现对发射台结构应力等数据的实时监测。通过将现场监测数据与仿真结果进行对比、分析和验证,完成了对发射台的安全性分析。本文主要的研究工作如下:(1)对光纤光栅传感器和解调器的工作原理进行了学习和研究,选择适用于发射台工作环境的传感设备,根据调研结果确定的发射台结构敏感部位和危险区域,构建发射台结构应力的监测系统,制定光纤传感器的安装方案和线路防护方案并进行实地安装测试,对发射试验过程中采集的数据进行汇总整理。(2)使用有限元分析软件Ansys Workbench建立发射台模型并进行仿真分析,依据实际情况进行结构接触类型和网格划分尺寸设置,通过计算得到各个工况下的应力云图和位移云图,将仿真结果与试验结果进行对比,分析出现差别的原因,在验证了仿真模型的有效性后,进行了螺栓缺失、贴板失效和重要受力焊缝处开裂工况的仿真,为发射台缺陷状态下的结构安全判断提供理论依据。(3)利用Fluent仿真软件对火箭起飞过程中高温燃气流的运动进行流固耦合仿真分析,建立发射台附近整个流场的物理模型并根据相关资料设置关键材料的属性,选择合理的湍流模型和边界情况,得到发射台结构热量传递情况和气流载荷产生的应力分布和变形,进一步得到燃气流对发射台热防护措施及结构安全性的影响。本文通过仿真结论和监测数据的结合,实现发射台结构的安全性分析,可提高火箭发射台结构监测与安全评估的准确性,减少发射台的结构故障,从而提高其可靠性,保证发射任务的顺利进行。