固体火箭发动机是利用反作用来提供推力的一种装置，它工作的原理是通过点燃自身携带的能源与工质，给发动机巨大的前进推力。喷管是固体火箭发动机非常重要的部件之一，它的功能是为固体火箭发动机通过燃气提供可控轴向和侧向飞行推力，以保证飞行器稳定性、按规定弹道飞行或作必要机动飞行。因此，喷管的性能直接决定着发动机工作水平的高低及其寿命的长短。由于在工作过程中燃料产生强大的热流，对喷管及其内壁面发生了一定的烧蚀和冲刷，构件在工作时自身也存在着力的作用，因此研究喷管工作时的热效应以及由此产生的流-固-热耦合场分析已然成为保证喷管正常工作必须考虑的要素。本课题基于航天六院的某型号固体火箭发动机的设计参数，利用三维制图软件Solidworkes，初步建立了轴对称推力矢量喷管的三维几何模型，计算分析了关键部件的运动情况，介绍了耦合场理论，数值分析各个场的耦合过程。同时，利用大型有限元分析软件Ansysworkebench分析研究了固体火箭发动机轴对称矢量喷管的流-固-热三场的耦合情况。分析计算结果表明，固体火箭发动机喷管的动态性能良好，结构合理，为机械类固体火箭发动机全轴摆动TVC系统未来型号的研制奠定了基础。课题主要研究内容如下：基于航天六院的某型号固体火箭发动机的设计参数，利用三维制图软件Solidworkes，初步建立了轴对称推力矢量喷管的三维几何模型；分析了发动机喷管装置的整体运动情况，同时对关键零部件收敛调节片、扩张调节片、密封片及控制环的运动情况进行了详细的阐述；针对流、固、热三场的基本控制方程和流-固-热三场的耦合理论，进行了流-固传热数值分析、流-固应变耦合数值分析、流-固-热耦合数值分析，为下一章的有限元分析提供数值依据。利用大型有限元分析软件Ansysworkebench对喷管轴对称模型进行流场分析，得到压力场和温度场的瞬态分布规律。以流场分析的温度结果作为外界载荷加载到温度场得到三场耦合分析的温度边界条件，以分析的压力结果作为外压力加载到构件上得到三场耦合分析的力的边界条件，这样就可以在给定边界条件的基础下进行固体火箭发动机轴对称矢量喷管的流-固-热三场的耦合分析。