固体火箭发动机壳体内绝热层是介于发动机复合材料壳体与固体推进剂之间的一层隔热、耐烧蚀材料,是固体发动机必不可少的重要组成部分。它的重要作用是在发动机高温高压燃气环境下自身不断分解和烧蚀,并带走大部分热量,保护发动机壳体在高温、高压燃气下的正常工作。目前,国内绝热层成型主要采用人工粘贴方法,其效率低、劳动强度大、质量稳定性差,且绝热层自动化缠绕装备及缠绕工艺尚处于起步阶段,缠绕效率低,成型质量差。变曲率、变厚度绝热层橡胶挤压变形分析是保证高质量绝热层自动缠绕成型控制的理论基础。本文针对绝热层自动缠绕成型的工艺方案和缠绕过程中变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形进行分析并对挤压变形过程进行仿真分析。具体研究内容如下:第一,提出了一种固体火箭发动机绝热层自动缠绕成型的工艺方案和自动化缠绕设备的设计方案,分别对绝热层自动缠绕成型过程中关键工艺参数进行了分析,并提出了相应工艺控制的方法;同时论文也提出了一种缠绕压辊的外形设计方法和胶带宽度计算方法。第二,研究了变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形规律,介绍了赫兹接触理论的三种情况;分析绝热层缠绕成型橡胶挤压变形规律,建立橡胶绝热层表面和缠绕压辊外形几何模型,进行接触区域曲面几何特征分析;研究变曲率、变厚度绝热层表面橡胶挤压变形规律,提出了基于赫兹接触理论的变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形数学模型;分析、计算绝热层橡胶变形区域缠绕正压力面内的最大压力、最小压力及相应位置和变形量信息,通过微积分方法计算缠绕压辊压力。第三,对缠绕过程中变曲率变厚度绝热层表面橡胶挤压变形进行有限元仿真,验证了变曲率变厚度绝热层橡胶挤压变形数学模型正确性;应用有限元仿真方法,对比分析了采用圆柱面压辊和椭圆回转凹面压辊在正压力面上的应力分布,证明了采用椭圆回转凹面压辊可以有效的解决“翘边”问题。本文的研究成果为变曲率、变厚度绝热层橡胶表面自动缠绕成型粘接质量控制及轨迹规划提供理论支撑。