固体火箭发动机虚拟试验技术研究综述

试验测试是评估武器装备性能的重要技术,为解决传统试验方式存在的资源成本高、试验性能难以预示等问题,将虚拟试验技术与固体火箭发动机试验测试领域结合,以缩短发动机试验周期、降低测试费用、提高产品质量。基于固体火箭发动机主要试验测试方法的研究现状,重点介绍了固体火箭发动机虚拟试验的总体架构,阐述了虚拟试验中需要构建的模型和结果的校核验证,进一步展望了科研人员未来可挖掘的潜在研究方向。     

复杂产品虚拟样机支撑平台的初步研究与开发

该文主要研究并介绍了复杂产品虚拟样机支撑平台研究项目取得的阶段研究成果，包括支撑平台体系结构及其关键技术等，尤其重点介绍了目前自行开发集成的，开放的，基于标准支持多领域复杂产品虚拟样机工程的支撑平台，并给了两个基于支撑平台的典型虚拟样机开发应用案例。初步实践表明复杂产品虚拟样机支撑平台可看作为下一代企业协同应用各领域CAx/DFx工具的有效手段。最后，对进一步研究工作进行了展望。     

固体火箭发动机虚拟试验技术初探和应用

为改进固体火箭发动机传统试验模式存在的资源瓶颈、试验性能难以预示等问题,在固体火箭发动机试验与测试领域引入虚拟试验技术,设计并开发了固体火箭发动机虚拟试验基础系统;阐述了固体火箭发动机试验模型、试车架模型的建模方法,利用均匀设计方法分析影响内弹道数据的主要因素权重,以修正虚拟试验内弹道数据;针对某型号固体火箭发动机进行虚拟验证,试验结果表明,虚拟试验基础系统在一定程度上具有与真实固体火箭发动机地面试验相似的流程和功能,通过修正虚拟试验内弹道数据,进一步降低了虚拟试验结果与真实试验结果间的误差,为深入开展固体火箭发动机虚拟试验技术研究奠定了基础。     

综合传动系统虚拟样机建模与仿真平台研究

液力机械综合传动系统是现代履带装甲车辆的主要传动形式,都为系列化产品.传动系统虚拟样机技术是提高设计质量,缩短研制周期的重要技术之一.通常的方法是采用分块建模,手动组装,效率低,难以满足新型传动系统及部件快速设计性能仿真的需要.采用自顶向下设计方法,基于模块化和参数化思想,以动力学软件ADAMS为开发平台,综合运用ADAMS/Solver语言和cmd命令建立一个以模块为基元、能够自动化搭建车辆传动系统的虚拟样机建模仿真平台.应用表明,该平台满足了传动系统性能仿真平台快速构建的需要,达到缩短传动系统的研制周期的目的.     

基于交互特征的虚拟维修样机建模

给出了虚拟维修样机的定义,分析了它的组成,建立了与产品CAD系统相关联的虚拟维修样机系统结构。讨论了建立虚拟样机用于虚拟维修仿真的几个关键技术。为了满足仿真实时性要求,提出了面向维修任务的虚拟维修样机建模方法,进行样机的几何建模和人机交互建模。提出了基于交互特征的虚拟维修样机交互行为建模方法,并在Jack软件环境下开发了CAD几何数据处理与虚拟维修样机交互特征定义的功能模块。最后以一个变速齿轮箱为例,对系统进行了验证。     

基于虚拟样机技术的发动机建模与扭振分析

在建立动态发动机刚性模型的基础上,结合有限元软件ANSYS,计算出曲轴各阶模态的频率,从而得到含柔性曲轴的动态发动机模型;然后对该模型进行动态仿真,计算出发动机的扭振激振力矩;再对激振力矩进行离散傅立叶展变换,分析各谐次所对应的激振力矩的谐值;最后对发动机模型在共振工况进行仿真分析,求得危险轴段处的扭转应力,分析其安全性能.所提供的这种基于虚拟样机技术的发动机曲轴系扭振分析方法为实际中发动机曲轴系扭振分析,提供了一定的参考依据.     

基于组件的机械系统虚拟样机可视化建模研究

应用组件技术,将机械系统虚拟样机分析系统设计为独立于几何模型的组件,这样简化了系统分析的复杂性,提高了可扩展性和可移植性。采用基于组件技术的三维引擎ACIS,重用其基本功能组件,实现了机械系统虚拟样机的几何构件体,约束和载荷的可视化建模。     

固体火箭发动机质心计算机测量研究

提出了一种建立在计算机测量系统架构之上的固体火箭发动机质心测量系统,并从硬件与软件两部分给出了系统的设计方案;为提高系统的测试精度,除了采用高精度的元器件之外,结合实验结果对传感器的输出信号提出了一种基于曲线拟合的误差修正方案,降低了相对误差;经实际检验,该测量系统达到了要求的测量技术指标.     

基于元模型的虚拟样机数据建模方法研究

数据建模是虚拟样机开发的一个重要内容。首先分析了虚拟样机技术对产品数据模型定义的要求;然后从过程、产品、组织、资源和约束五个视图角度分析了虚拟样机数据模型元模型定义,并以过程视图为核心建立了各视图元模型集成模型,分析了元模型数据描述方法;最后用一个实例系统实现了虚拟样机数据模型。     

固体火箭发动机试验数据特殊拐点研究

针对固体火箭发动机地面试验采集的数据曲线形态各异致使特殊拐点难以按照火箭发动机试验数据处理方法(国家军用标准)描绘的问题.提出了一种计算几何理论的计算特殊拐点新方法,分析了火箭发动机试验数据特殊拐点描绘相应的数学算法,使用LabWindows/CVI开发了火箭发动机试验数据处理软件,实现了快速准确描绘出火箭发动机试验数据的特殊拐点.仿真结果表明,改进方法提高了数据分析精度和速度.结果为数据分析的可靠性和有效性奠定了的基础.     

虚拟样机仿真标准化技术研究

虚拟样机标准化技术是实现大型复杂虚拟样机系统集成的根本前提,提出了虚拟样机仿真标准的制定原则,研究了虚拟样机仿真标准的主要内容,包括信息建模标准、信息交换标准、信息处理标准、信息安全标准、信息传输标准及人机界面标准等,虚拟样机标准化的研究可为虚拟样机技术的实现及进一步的应用研究提供基础。     

固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证技术研究

通过对固体火箭发动机地面试验现场环境及尾焰电磁波衰减近场测试技术进行研究,设计了基于矢量网络分析仪的固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证系统,介绍了尾焰电磁波衰减试验验证总体方案,现场测试方法,尾焰电磁波衰减现场测试系统硬件组成,测试系统原位校准技术,现场测试天线构建和天线位置校准方法等的研究。对构建好的测试系统进行了工程应用,并取得了良好的试验效果。     

固体火箭发动机喷管热防护设计

为保证固体火箭发动机(Solid Rocket Motor,SRM)尾翼机构工作的可靠性,进行热防护设计以控制喷管外壁温度.基于三维有限元法对喷管工作时的温度场进行数值仿真,获取发动机喷管在温度和压力载荷联合作用下的温度场分布,结果表明原喷管的热防护不满足要求,通过对喷管各组成结构的重新设计,获得符合设计要求的喷管结构,并且发动机点火试验表明热防护设计满足要求,所得方法可为喷管的设计、试验和生产提供参考.     

面向并行工程的虚拟样机设计方法研究

虚拟样机是一种能够反映实际产品特性的数字化模型,可有效支持并行工程和并行设计。在分析了虚拟样机与并行工程关系的基础上,提出了基于虚拟样机的产品研发方法,并阐述了虚拟样机设计方法一体化解决方案。     

基于动态模型的系统架构及建模平台实现

传统的基于静态模型的系统开发方法难以解决业务规则的快速扩展及变更带来的资源浪费等问题,工作流支持对工作内容进行良好的划分,并进行具体部署。结合SOA架构的业务流程再造能力,提出一种新的以三层模型为核心的支持快速、平滑、可重用的应用系统开发架构,对流程引擎和建模平台完成详细描述和设计,完成建模平台搭建工作,并以卡银行业务为例进行了基于三层模型的建模。结果表明,该系统开发架构具有很好的业务流程再造能力,可保证业务系统的持续稳定,达到提高生产组织水平和工作效率的目的。     

基于PXI和RT-LAB的永磁同步电机快速控制原型设计

针对永磁同步电机控制器存在算法复杂、代码量大、开发周期长等问题,实现一种基于虚拟仪器的永磁同步电机快速控制原型系统。设计快速控制原型硬件平台,并对硬件设备进行选型,包括PXI虚拟仪器、功率驱动模块、电机对拖台架等;研究永磁同步电机转子磁场定向控制原理基础上,以一台3.1KW被测电机为被控对象,在RT-LAB实时仿真软件环境下,搭建永磁同步电机控制算法模型。实验结果表明,电机转速与定子电流均可无偏差跟踪参考给定值,系统控制性能良好,且该系统使电机控制器开发周期缩短、成本降低。     

多管火箭发射系统虚实混合动力学建模与仿真

为减小火箭出管后的初始扰动,运用多体动力学虚实混合建模与仿真技术研究多管火箭的出管姿态。对试验数据进行频谱分析,对关键部件进行结构动态特性分析和模态试验,采用虚实混合建模方法,构建多管火箭发射系统的动力学虚拟样机模型。采用柔性连接Bushing模拟发射系统的弹性特性,经过工程计算获得燃气冲击力并以脉冲形式施加到模型中,研究弹管间隙、质量偏心、推力偏心、发射时序和发射时间间隔等因素对火箭出管姿态的影响。研究结果表明：合理的弹管间隙、质量偏心、发射时序和发射时间间隔可以减小火箭出管后的初始扰动。     

虚拟现实环境下的分布式服务器架构策略研究

虚拟现实环境下,数据实时性和系统稳定性的高要求对服务器架构的设计和优化提出了新的挑战。针对虚拟现实环境下海量数据存储效率的提升和系统性能的优化,提出了一种新的分布式服务器架构,该架构基于分布式协调框架ZooKeeper、分布式缓存架构Redis以及MongoDB分片机制,并改进一致性Hash算法来优化Redis缓存架构,同时优化MongoDB分片的负载均衡机制。经过相应的仿真验证,该架构在虚拟现实环境下具有有效性。     

数字化校园统一应用支撑平台系统研究与设计

首先从数字化校园系统的总体架构层面,进行统一应用支撑平台结构和功能设计;然后提出采用面向服务体系结构搭建统一应用支撑平台思路,给出基于面向服务体系结构的统一应用支撑平台系统解决方案。该方案可很好地解决应用互操作问题,这对于企业实现各信息系统之间应用集成与协作具有一定借鉴意义。