弹性身管的弹炮耦合问题研究

建立精确的线膛炮身管与弹丸模型,基于Adams中的柔性体接触理论,在考虑身管弹性的基础上,建立弹带和弹丸前定心部与身管内膛的接触模型,在该软件平台上分别对弹丸与刚性体线膛炮身管、弹丸与弹性化处理的线膛炮身管的弹炮耦合过程进行动力学仿真,得到两组弹炮耦合时的炮口振动及对应的弹丸运动响应数据。将所得数据进行对比,结合以往事实,说明在研究弹炮耦合时考虑身管弹性的重要性。结果表明该动力学模型在一定程度上表征弹丸与身管之间的作用机理,可以为通过减小身管振动的方法来提高射击精度提供理论参考。     

基于弹炮刚柔耦合接触/碰撞的炮口振动研究

为了研究弹丸和身管膛线接触/碰撞对炮口扰动的影响,建立了身管膛线的三维实体模型,并在ADAMS中建立了基于接触/碰撞的弹炮刚柔耦合数值仿真模型,对该模型进行了数值仿真求解,仿真结果反映了炮口的振动特性;根据数值仿真结果分析了弹炮接触/碰撞对炮口振动的影响。仿真结果表明弹炮接触/碰撞对炮口振动的竖直方向的速度和位移、横向的速度和位移均有一定影响,从而影响火炮射击精度。     

计及布尔登效应的身管振动特性研究

弹丸发射过程中身管的振动对射击精度有很大影响,为了掌握身管振动的规律,将身管简化为悬臂梁模型,在此基础上建立了身管横向振动方程,运用模态分析法求解系统动力响应。针对某火炮不同装药量身管振动进行了数值仿真,对不考虑膛内气体对身管作用和考虑膛内气体对身管作用两种情况进行了比较。求解过程中弹丸的位移、速度和加速度均为实际数据。结果表明,静扰度对身管的振动特性有很大影响,静扰度为0时,弹丸初速越高,弹丸出炮口阶段炮口振动幅度越小,膛内气体对身管的作用力能有效减小发射期间身管的振动幅度。     

移动质量载荷作用下的悬臂梁振动计算方法

对受移动质量载荷作用的梁的振动规律进行精确研究,一直以来是振动领域的难点问题。以移动弹丸激励下的身管为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了具有一般性的移动质量-悬臂梁耦合振动方程。根据模态叠加原理,采用广义坐标变换的方式编写了分析程序,求解移动质量载荷作用下的悬臂梁振动。该方法计算量小,精度高。在ABAQUS软件中建立有限元模型,通过联合ADAMS软件刚柔耦合数值分析验证了求解结果。最后,讨论了不同弹丸速度和弹丸质量对炮口处的振动影响规律。结果表明,炮口振动幅值随弹丸速度的增大而减小,随弹丸质量的增大而增大。该建模计算方法,亦可应用于移动质量载荷作用下的悬臂梁振动以及其它相关工程振动问题的求解。     

基于ADAMS的有初始挠度的身管振动研究

建立了身管的柔性体模型,对重力作用下有初始挠度的身管振动进行了动力学仿真,并与无初始挠度的刚体身管振动的结果进行了对比.分析仿真结果并结合一般事实,说明在进行火炮发射动力学仿真时考虑身管的初始挠度是必要的.     

接触间隙对身管炮口振动的影响

以多体动力学为基础,结合发射动力学,采用ADAMS软件与Workbench的联合仿真对火炮身管在发射过程中的动力学特性进行分析,综合考虑了衬瓦和身管的配合间隙、高低机齿轮啮合间隙和弹丸的质心偏移这3个因素对炮口振动的影响。通过大量的数值仿真,确定了多因素变量对炮口位移的影响程度。     

火炮身管边界条件对其横向振动的影响

针对火炮身管振动对射击精度的影响问题,分析了射频对身管振动的激励作用,提出了通过改变身管边界约束条件进而改变身管振动特性的方法,建立了身管固有频率对支撑位置变化的1阶灵敏度模型。并以某小口径身管为研究对象,运用该模型对支撑位置进行优化搜索,最终从频率和振型两方面确定了炮口横向振动响应最小的最优支撑位置。试验结果表明该方法改善了身管的振动特性,提高了火炮连发射击的立靶密集度。     

齿侧间隙作用下小口径车载机关炮身管的振动响应

为研究齿侧间隙作用下小口径车载机关炮身管的振动响应情况,建立了含齿侧间隙的高低机简化模型,给出了接触碰撞力学模型的参数辨识方法。在ADAMS软件中将路面激励简化为作用在齿轮上的正弦位移信号对模型进行动力学仿真,对比分析了有无齿侧间隙作用下身管的振动响应频率、炮口的振动位移和速度变化情况。结果表明齿侧间隙作用下火炮发生多频变幅连续振荡,破坏了火炮的射弹初始条件,降低了火炮射击精度。     

方向机刚柔耦合动力学仿真研究

以多体接触理论和刚柔耦合动力学理论为基础,综合考虑方向机齿轮啮合冲击与传动轴、轴承及箱体弹性振动的耦合作用,建立方向机刚柔耦合虚拟样机模型.针对其在最恶劣调炮工况下的激励对方向机动态响应进行仿真,分析柔性体的弹性振动对齿轮啮合力的影响.结果表明:考虑柔性体后初始啮合冲击力下降明显,稳定后刚柔耦合模型的啮合力振动幅值显著大于多刚体模型.研究工作对方向机动载工况下的优化设计有着重要的意义.     

高速冷轧机辊系非线性动力学模型及控制参数优化

综合运用轧制过程动态轧制力模型、轧机系统分段非线性弹性力模型和分段非线性摩擦力模型,建立了考虑非线性因素耦合的高速冷轧机辊系动力学模型,采用平均法求解幅频响应方程,研究了轧机系统主要参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明：动态轧制力一次项刚度越小,轧机系统固有频率越大;动态轧制力三次项刚度不为零时,轧机系统出现明显跳跃现象;非线性弹性力起主导作用时,易发生跳跃现象;非线性摩擦力越大,轧机系统振动幅值越小,分段特性减弱;外扰力幅值越大,振动幅值越大,振动越剧烈;线性阻尼越大,振动幅值越小且减小幅度越缓慢。     

采煤机含间隙行走机构驱动速度对滚筒随机载荷的影响

为了研究牵引速度对采煤机滚筒工作载荷的影响,建立截割部与牵引部相互耦合的动力学系统模型,并考虑截割阻抗为随机量,服从正态分布,运用数值仿真的方法对其求解,并对结果运用数理统计方法得出采煤机滚筒三向力的均值及标准差;研究结果表明,滚筒三向力的均值和方差随着初始牵引速度的增加呈递增趋势,最后经仿真值与实验测量值对比,验证了模型的准确性。     

最小二乘法在估计概率分布参数中的应用

提出一种估计概率分布参数的最小二乘法，这种方法以概率密度函数和频率间的关系为基础，通过对概率密度函数和频率间的关系进行合理的近似，建立求解未知分布参数的方程组，在求解过程中，将样本容量视为未知量，以简化求解过程。计算机模拟实例表明，这种方法求解出的未知分布参数精度较高，而且对于一些常见的分布函数，这处方法的求解过程十分简单。文中还通过计算机模拟对本文方法和极大似然估计法做了统计分析。     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

在金属超塑性状态下用工程计算法计算反挤压时变形力

本文采用工程计算法（即主应力法）对金属超塑性状态下反挤压时变形力进行推导,得到其单位平均压力,对锌铝共析合金作了计算,与试验所得值接近。可作为近似地变形力估算来参考采用。     

计算汽轮机动态特性的通用程序

本文介绍了在DJS-14机上计算汽轮机动态特性的通用程序及其使用方法。动态特性是衡量汽轮机组工作好坏的重要指标之一。在机组的设计、运行、调试时都要求进行动态分析或动态试验以保证机组有良好的动态性能。但要较精确而全面地计算动态特性各项指标,不仅很费时,甚至有时很困难,特别是当系统的数学模型阶数很高时更是如此。利用本程序可较方便地介决此问题,而且还可以进行大量的方案比较。使用时只需根据本文的规定,将系统的数学模型和相应的系数送入程序即可,程序本身不必作任何变动。     

薄壁构件的长度对抗撞性影响的研究

基于显式有限元技术,采用响应面法,以结构的比吸能为优化函数,以提高吸能原件的抗撞性为目的,研究正方形截面金属薄壁构件的长度对抗撞性的影响;经过数值分析,得出正方形截面薄壁构件的比吸能关于构件长度和截面边长的变化规律,这些规律可以用于实际吸能原件的设计,并为进一步研究奠定基础.     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。     

考虑晶界效应的纳米压痕多尺度模拟

采用准连续介质多尺度方法,模拟铜薄膜的纳米压痕变形过程,为了研究晶界在纳米压痕中的效应,分别计算单层和双层薄膜两种情况,得到载荷—位移响应曲线。加载过程中,对薄膜内部变形比较剧烈的部分画出原子图,从微观角度分析产生剧烈变形的原因,对比两种情况下微观机理的不同。结果表明,在单层薄膜的压痕中,位错在压头左右两边的正下方-45°A处分别成核,随着加载的进行,在薄膜内部-130°A处第二次成核;在双层薄膜压痕中,位错同样在-45°A处成核,随着加载的进行向下移动,终止在晶界处,没有出现第二次成核;对比两种情况发现,晶界对薄膜的硬度影响不是很大,而对薄膜的应变能变化影响显著。     

切削工艺系统的残差问题

本文研究了工艺系统的动特性,提出了一种新的切削传递函数,分析了切削深度上的残留切削余量误差（简称切残误差或残差）及其幅频特性,给出了工艺系统静刚度、阻尼比控制和限制残差的公式。理论和实验表明,最佳阴尼比ξod可有效地抑制工艺系统中最常见的振荡残差,明显地提高切削加工质量。本文还从理论和实验上证明了切削工艺系统与一般机械系统的显著区别,澄清了传统理论中的一些模糊概念。