战术导弹内部分支结构动力学建模

基于模型导弹的结构参数,通过有限元方法计算了6种建模方法对应模型的模态,研究了导弹内部分支结构动力学建模的6种方法对全弹模态计算结果的影响.研究发现:考虑分支结构对全弹刚度的影响时,模态计算结果与试验结果较接近;另外细化考虑导弹对分支结构的约束效果时,模态计算结果最接近试验结果.     

导弹舱段间复杂连接件弯曲应力分析

导弹舱段间连接件所承受主要载荷形式为截面轴力、剪力、弯矩、扭矩等,其中弯矩对截面连接强度有较为显著的影响。从材料力学梁的纯弯曲问题基础理论出发,通过分析导弹舱段间连接截面受力特点,给出了非均质材料、非几何对称连接截面承受弯矩载荷时中性轴的位置计算公式,推导了连接截面上连接件的应力计算公式。利用所提出的计算方法对实际问题进行了分析计算,结构试验结果验证了计算方法的有效性。     

弹体连接刚度对导弹模态的影响分析

导弹由于功能和装配的需要，一般是由多个舱段组成，其连接部分的刚度下降将导致弹体固有频率和振型的变化。文中采用一维梁模型，研究了导弹弹体模态对其刚度分布的敏感程度，并在此基础上对于多连接面情况进行了分析。研究结果对导弹连接部件的设计和位置安排具有一定的指导意义。     

战术导弹结构动力学建模研究

研究了不同梁模型对战术导弹结构动力学特性的影响。首先,给出了三种梁模型,其中包括一种欧拉梁模型和两种铁木辛克梁模型。其次,基于模型战术导弹的初始数据,建立其有限元模型。最后,基于给出的三种梁模型计算了导弹的模态,并与试验数据对比。研究发现,欧拉梁模型在预示导弹低阶模态时,精度较好,但在高阶时不如铁木辛克梁模型,且使用变剪切系数的铁木辛克梁的模型模态预示结果更加接近试验结果。     

X-2导弹模态试验及分析

模态试验及分析是结构动态特性测试与分析中新的重要的研究领域,得到了广泛的重視和迅速的发展。本文详细叙述了X-2导弹的模态试验及分析,给出了有关的试验结果,并对模态试验分析在导弹设计中的应用作了介绍。     

基于模态相关性和模型修改的发动机整机模态分析

建立了发动机实体和有限元模型,介绍了计算模态分析和模态相关性分析的一般方法与理论.对某发动机整机进行了计算模态分析,得到其计算模态频率以及相应的振型.通过试验得到试验模态频率及振型,对所建立的试验和计算模型的模态相关性进行了计算和评估,得到计算和试验模态间的MAC矩阵及各自由度上的Co-MAC结果;利用模态相关性结果,修正原始有限元模型,从而提高了其模拟实际结构的精度,并为基于此有限元模型的更高精度动态分析模型的建立奠定了基础.     

某车载高炮火力系统模态分析

为避免在发射过程中高频射击工作载荷引起火炮结构剧烈振动,提高车载高炮射击精度,对某车载高炮 火力系统模态分析进行研究。建立高炮火力系统结构拓扑关系和有限元分析模型,采用 ANSYS Workbench 软件对其 进行模态分析,得到火力系统俯仰部分的固有频率和振型,并通过模态试验对有限元模态计算结果进行验证。验证 结果表明,该研究可为车载高炮火力系统的动力学分析和结构优化设计提供依据。     

商用大力神双有效载荷舱模态试验及模态相关

双有效载荷舱组件由马丁·马丽埃塔宇航集团研制,它可使一枚大力神运载火箭发射两个单独的有效载荷。双有效载荷舱设计的验证包括地面模态试验,用来和有限元载荷模型进行相关比较。正如许多航天结构的模态评定一样,技术目标包括用传统的正交目标确定45Hz以下的所有主振型,并用正弦激励检验线性。这一计划的主要目标是在最短的时间内完成模态试验和模型相关,以支持载荷分析验证工作。这部分工作必须在第一次飞行前完成,因此进行试前分析、模态测定和一系列相关此较必须用先进且有效的方法。模态试验和模态相关在马丁·马丽埃塔宇航集团支持下由结构动力研究协会(SDRC)完成。详细的试前分析工作完成了所有传感器位置的确定和激励(驱动所关心的振型)位置的选择,所以全部试验在3天内就完成了。对大多数由载荷引起的主振型,试验结果与试前分析预示结果符合得很好。与模型的最终相关结果得出所有主振型的试验与分析频率相差在4％范围内;交叉正交值为0.90或更大。     

导弹舵面热模态试验激振方法研究

以导弹舵面为研究对象,针对高温环境对结构模态试验激振方法提出的特殊要求,分析了热模态试验可能采用的激振方法的可行性,并对可行的热模态激振方法进行优化设计及试验验证。结果表明：对于采用石英灯辐射加热方式进行热环境模拟的导弹舵面热模态试验,比较适合的激振方法为采用激振器通过耐高温加长激振杆施加激振,以及通过振动台进行基础激振的方法。     

基于灵敏度分析技术与优化设计的导弹模型修正方法

基于灵敏度分析技术与优化设计技术,提出导弹模态参数修正的新方法。首先提出模型修正的新方法,给出某型导弹的有限元模型,计算其模态后,发现计算结果与实验辨识结果相差较大。选定需修正的材料参数,建立导弹结构的灵敏度分析模型和Matlab优化设计模型。最后,运用给出的模型修正方法对结构进行模态参数修正。结果表明,修正模型的计算模态与实验值吻合较好,验证了模型修正方法。     

复杂结构水下模态试验研究

讨论了水下结构振动模态试验理论，采用双梁式数学模型和多点正弦适调力法，研究了复合体结构在空气和水中的模态特性以及流体对复合体的耦联作用，测量了了复合结构干、湿模态参数。     

基于残余模态力的装备悬臂梁结构损伤诊断

针对装备悬臂梁结构损伤诊断问题,提出基于残余模态力的结构损伤诊断方法。定义残余模态力(残余模 态力向量)和结构单元损伤因子(结构单元损伤因子向量)的概念,分别应用于判断装备结构是否存在损伤以及指示损 伤单元的位置和程度,并分别进行3 种状态的仿真实验。实验结果证明：该方法可有效地识别装备悬臂梁结构的损 伤类型及其位置和程度等信息,对于装备悬臂梁结构诊断是科学有效的。     

捆绑火箭的横向振动模态

火箭箭体的振动模态数据,以前主要是由全箭振动试验取得的,其实也可以由计算获得。本文阐述了用逐点计算法求解捆绑火箭模态的计算模型和计算方法,并对带助推火箭的火箭模态进行了分析。     

基于应变测量的弹体截面载荷识别

如何通过实弹试验中测量的导弹弹体应变数据获得弹体截面等效载荷是型号设计部门面临的研究课题。引入一种数值反演方法,利用导弹试验过程中实测弹体表面应变数据实现弹体截面总体载荷识别。为解决实际测量过程中可能出现的数据坏点对识别结果的干扰,提高载荷识别的可靠性,提出基于线性相关性理论的测量数据坏点剔除方法,设计验证试验,检验识别方法的精度和可靠性。试验结果表明：该识别方法简单易行,且具有很高的识别精度与工程应用价值。     

内埋式弹舱与弹体相互影响的精细模拟

为了研究内埋式武器舱弹体投放过程中下落弹体与舱体之间强烈的相互作用,利用基于Menter SST k-ω湍流模型的分离涡模拟方法,结合六自由度刚体动力学方程和重叠网格技术对某一简化开式弹舱和弹体模型的三维流场进行了非定常计算,利用非平稳信号处理方法平滑伪Wigner-Ville分布分析了舱内测点压力的时频特性。研究结果表明：在弹体出舱过程中,剪切层被破坏,导致舱体内流动状态发生较大改变,不再呈现开式舱体自持振荡特性,舱体内噪声的各阶单调声模态不明显,受弹体的影响,舱体内强度较高的涡结构主要集中于舱体后缘,使舱体后缘噪声水平升高;弹体出舱后剪切层迅速重建,自持振荡回路再次形成,舱体流动状态恢复为典型的纯空舱流动状态,但受弹体头部加速气流的影响,剪切层不稳定性增强,导致舱体内部噪声水平升高。弹体在出舱过程中由于剪切层影响受到抬头力矩的作用,使得弹体具有较大的迎角。弹体出舱后,在迎角的影响下,弹体开始受竖直向上的力和低头力矩的作用,竖直向上的力会阻碍弹体的下落。同时,弹体下落过程受舱体强非定常流场的影响,弹体受力也存在强烈的波动。研究结果为内埋武器舱优化设计和制定武器安全投放控制规律提供参考。     

运载火箭大直径螺栓承受拉弯耦合载荷失效判据研究

随着中国运载火箭箭体直径和载荷不断增大，在关键承力点，逐渐使用大直径螺栓，由强度高塑性好的材料制造。因为力学环境复杂，受拉螺栓会承受较大附加弯矩，导致提前破坏。为了准确评估螺栓塑性下附加弯矩折合轴拉力，从梁理论出发，推导了附加弯矩折合轴拉力的塑性折减系数，并进行仿真验证。然后从使用场景出发，设计了一套能够复现螺栓承受拉弯耦合载荷的试验工装，开展了大直径规格螺栓破坏试验。获取试验结果后，通过计算复现试验，提取螺栓破坏时承受的拉力和附加弯矩，使用获得的折减系数计算总轴拉力，其数值与出厂破坏均值相差约1%，验证了此方法正确性。     

基于ANSYS的微谐振器模态分析

为研究微谐振器在MEMS引信中的振动现象，建立系统固有频率和振型的方程。通过有限元仿真软件ANSYS对微谐振器进行模态仿真分析，包括基于分块Lanczos法的模态分析、软件仿真、结构尺寸对固有频率影响等，得到微谐振器的谐振频率和等效质量等重要参数，以及不同的结构尺寸其的影响。     

导弹整体式翼面骨架结构的拓扑优化设计

为提高导弹结构的设计品质,将拓扑优化技术引入到整体式弹翼骨架结构设计中,对某型导弹的弹翼骨架进行优化设计。采用节点载荷等效法构建弹翼骨架的典型受力环境,解决了弹翼待设计区域的单元既参与受力又可能因为优化而被删减的设计矛盾。利用计算机辅助设计（CAD）-计算机辅助工程（CAE）接口技术,将拓扑优化后的CAE模型直接解释成CAD模型并导入CAD软件再设计,提高了拓扑优化技术的实用性。分析比较经验方案和优化方案的弹翼骨架模型的质量、强度、变形、模态等结构特性后发现：在满足结构强度和变形的条件下,优化后的弹翼骨架模型质量相对减少9.39%,并且1阶、2阶弯曲频率和1阶扭转频率得到了提高。该方法是对传统弹翼结构设计方法的补充和改善,具有参考意义。     

考虑弹-筒柔性的潜载导弹弹射多体动力学分析方法

在潜载导弹垂直弹射过程中,导弹的姿态变化是关系其发射成败的关键.针对潜载导弹垂直弹射过程提出一种可同时考虑弹体和发射筒柔性的弹射发射动力学建模分析方法.运用改进的柔性点线高副模型来模拟适配器的抗压和抗弯载荷,基于弹体水动力、附连水惯性力的单元线性分布假设,利用Hermite形状函数将单元分布载荷等效简化为单元节点集中力...     

重根特征向量导数计算——新的带修正的非完备模态法

介绍两方面的工作一是将Ｂ．Ｐ．Ｗａｎｇ推荐的一种具有静态修正的非完备模态法扩展到重根特征向量导数的计算；二是提出一种具有动态修正的非完备模态法，半得在有足够数量的非本阶模态可供使用的情况下，其结果才能满意；后者即使在无任何非本阶模态的情况下，其结果都非常接近精确值。