惯性平台减振系统动力学分析及其参数设计

建立了某型号平台减振系统的动力学模型,并对其进行了动力学分析.在此基础上,对减振器的参数进行了设计计算,为平台新型减振器的设计提供了理论依据.     

惯性平台减振系统动力学分析及其参数设计

建立了某型号平台减振系统的动力学模型，并对其进行了动力学分析。在此基础上，对减振器的参数进行了设计计算，为平台新型减振器的设计提供了理论依据。     

考虑铰链间隙的水面并联稳定平台动力学分析

针对某小型浮式稳定平台结构紧凑、负载惯量大的特点,设计了一种以少自由度并联机构为基础的改进型串联与并联机构。根据该平台的结构特点,进行了运动学分析,推导了系统雅可比矩阵,并利用Lagrange方法建立了平台的动力学模型,分析了平台的动力学特性。为分析含间隙的支链受力,将其简化为刚体—弹簧模型,通过改进的Hertz接触理论,采用非线性弹簧阻尼模型计算接触力,最终建立了含铰链间隙的平台动力学模型。数值计算与实验结果表明了数据建模的有效性,同时铰链间隙对动平台的位置精度和动力学特性产生了显著影响,对平台结构产生了较强的冲击。     

临近空间动能武器弹道特性分析

提出了用飞艇搭载动能武器,从临近空间远程打击各类目标的作战方案.建立了考虑地球旋转的射弹动力学模型,针对多种不同初始条件进行了弹道特性分析.结果表明将动能武器系统布置于临近空间的发射平台大大提高了其射程.     

海上柔性并联平台空间动力学建模与分析

针对某海上螺旋副-虎克铰-球铰(HUS)柔性并联平台由快速稳定和大负载引起的支撑连杆弹性变形和负载瞄准位置偏差问题,进行了空间弹性动力学建模。采用模态函数和空间等截面梁单元模型对弹性连杆进行空间建模,基于虎克铰和球铰连接的连杆为两自由度空间运动,推导了空间单元坐标与系统坐标的两自由度转换矩阵,利用平台的运动学和动力学约束条件建立了HUS柔性并联平台的空间弹性动力学方程;运用Newmark方法对弹性动力学方程进行离散求解,分析了平台的弹性动力学响应和支撑连杆的最大动应力,并进行了动力学测试实验;进一步分析了弹性变形对负载瞄准精度的影响。研究结果表明：由弹性变形引起的支撑点最大位移为2.45 mm,且x轴明显大于y轴和z轴;由弹性角位移引起最大位置偏差为1.35 m. 实验结果与仿真结果一致,验证了数值建模的有效性。     

某运发箱定向器多目标优化设计研究

为实现空投储运发射箱轻量化、保证空投安全性,对定向器进行多目标优化设计。在有限元参数化模型基础上,结合Isight优化平台建立运发箱定向器冲击动力学多目标优化框架;以复合材料定向器铺层厚度、角度为输入变量,定向器质量、最大位移、药柱最大应力为输出变量,采用最优拉丁超立方设计和径向基神经网络方法建立数学近似模型;采用非劣排序遗传算法及模糊集合理论,得到多目标优化模型的Pareto解集及选优方案,并与原方案进行了对比。结果表明:优化方案实现了储运发射箱的轻量化设计,并提高了空投安全性。     

基于Lanczos模态分析及密集度分析的发射装置轻量化研究

针对某型号多管火箭发射装置轻量化设计,采用有限元法建立其刚柔耦合动力学模型,对轻量化前后的模态响应特性及其火箭弹发射密集度进行对比分析,验证了此轻量化设计的可行性。首先,对Lanczos迭代法在经典的特征值问题中进行了推导求解; 其次,建立了某复合材料定向管的有限元模型,计算结果与此定向管样机模态试验结果进行对比分析,结果表明基于Lanczos迭代法的有限元模型求解模态是正确的; 最后,根据轻量化设计要求,建立了2种材料火箭炮发射装置的整车有限元模型,采用Lanczos迭代法计算其模态特性,根据模态特性选择合理的射击间隔,并通过对比轻量化前后此发射装置火箭弹的射击密集度,验证了此轻量化设计的可行性。     

基于AMESim和ADAMS联合仿真的发射平台起竖控制方法研究

建立发射平台起竖系统机械动力学ADAMS模型,液压AMESim模型,控制系统MATLAB/Simulink模型,实现发射平台起竖系统的多平台联合仿真,在此基础上对起竖过程控制方法进行分析研究,得到多级油缸基于角速度闭环控制方法的起竖控制模型。     

展开型定向战斗部展开过程的理论计算与数值模拟

针对展开型定向战斗部主装药的展开过程进行了研究。建立了展开型定向战斗部的典型模型动力学过程的微分方程;利用DYNA3D有限元程序模拟计算了主装药的展开过程,并比较了两者的结果。结果表明：在片状装药的情况下,展开型定向战斗部能有效地展开成所需的空间形状;两者的计算结果能够较好地拟合。     

变结构空间飞行器发射过程的姿态研究

针对某类空间飞行器在发射过程中产生结构变化的问题,基于多体系统动力学方法建立了变结构空间飞行器动态发射研究模型,进行了理想发射情况下的数值研究,并与地面试验进行了对比分析.分析结果表明,该模型可以准确地描述飞行器的发射运动.引入推力偏心、扭矩偏转和重力梯度3种干扰因素对飞行器发射过程的姿态进行了数值研究.研究结果表明：...     

楔环连接结构对鱼雷壳体声辐射的影响分析

针对鱼雷楔环连接结构对壳体声辐射的影响问题,综合运用有限元法和边界元法对其进行了分析,首先建立了鱼雷有限元模型,并对模型进行了模态仿真计算,通过试验对模型的准确性进行了验证;通过声学软件LMS Virtual．Lab Acoustics中的边界元法对模型进行了辐射声功率计算,比较了有楔环模型与无楔环模型的声功率曲线,并给出典型频率的声压级云图。仿真结果表明,有楔环状态下的总辐射声功率比无楔环状态下低10dB左右,可为后续鱼雷噪声预报及噪声控制提供参考。     

一种橡胶隔振圈动刚度计算方法

在以往对橡胶隔振器动刚度计算方法研究的基础上,提出了一种将隔振器主要部件作为一体进行动刚度仿真计算的方法。建立了包含金属和橡胶部件的橡胶隔振圈有限元模型,根据隔振圈在不同方向上的实际受力情况对隔振圈施加不同频率的正弦激励,仿真计算得到了隔振圈不同方向上的动刚度。通过与隔振圈静刚度和橡胶材料动刚度的比较,得出了动刚度的变化规律,为发动机的振动分析和橡胶隔振圈的简化提供了参考。     

直线往复运动VL 型密封圈性能分析

为深入研究航空作动器往复密封的问题,对航空用直线往复作动筒上的VL 密封圈进行有限元仿真。介 绍VL 密封圈仿真过程,建立密封圈划分网格后的有限元模型。通过对VL 圈施加流体压力渗透载荷,对密封圈不同 油侧压力下的应力应变情况进行分析,利用ANSYS APDL 绘制密封圈唇口接触压力分布图,并分析密封圈最大等效 应力及唇口接触压力峰值随温度的变化情况。仿真结果表明,该研究对于掌握VL 型密封圈的力学特性有一定的参 考价值。     

溢流式嵌镶圆管发射换能器的有限元分析

溢流式嵌镶圆管水声换能器是一种有效的低频宽带发射器，一般存在2种可供利用的谐振方式，即溢流环的液腔谐振和嵌镶圆管的径向谐振。本文首先应用解析的方法获得2种谐振的频率方程，然后应用有限元法建立了一个对称结构的溢流式嵌镶圆管换能器模型，通过ANSYS软件分析换能器的振动情况和响应曲线，并与解析法进行了对比。根据设计制作了溢流环换能器样件，并通过了相应的消声水池试验，试验结果表明，有限元模型计算准确且快捷，显示直观，其谐振频率设计误差可控制在5％以内。最终制作的换能器拥有2．35kHz的液腔谐振频率和6．4kHz的径向谐振频率，最大发射电压响应级为141．97dB，其径向谐振的-6dB带宽为3．9-9．4kHz，可提供全频段的发射带宽（包括液腔谐振在内）为2．1～10kHz±4dB。     

涡环旋转伞充气过程及气动特性分析

为了探索灵巧子弹药的减速导旋伞——涡环旋转伞的充气性能和气动特性,利用任意拉格拉日-欧拉流-固耦合方法,模拟一种典型涡环旋转伞在无限质量和低速气流条件下的充气过程,得到伞衣动态变化过程、转速和投影直径时程变化曲线及充满后稳态下的流场变化特性。将充满伞衣幅的有限元模型转化为气动特性仿真模型,利用计算流体力学方法得到涡环旋转伞在低速气流作用下的气动力参数及流场流线、压力分布等特性。将两种方法得到的结果进行对比分析,结果表明：涡环旋转伞在来流12 m/s时能顺利充气展开并实现旋转,伞衣幅充满外形饱满,稳定转速约为3.3 r/s;阻力系数为1.36,大于一般结构轴对称降落伞;导旋力矩系数为0.87;流场分布具有中心对称性。     

被动式半捷联平台的动力学模型及其稳定性分析

在某些高速滚转的制导炮弹中,捷联式惯性测量系统无法同时满足测试精度与量程的要求。被动式半捷联平台可以通过隔离弹体滚转运动有效解决这一问题。通过对弹体及被动式半捷联平台进行力学分析建立了半捷联平台内筒的动力学模型,通过4阶龙格-库塔法对动力学模型进行了数值求解,得出不同弹体俯仰角下平台内筒的滚动角度和角速率值。在三轴高速转台上进行了地面半实物仿真实验,转台实验结果与数值计算结果相符。计算及实验结果表明弹体飞行俯仰角越小,平台内筒的滚动角度和角速率就越小,被动式半捷联平台就越稳定。本研究适用于常规弹药的制导化改造,具有一定的工程应用价值。     

基于离散元法分析增韧陶瓷圆环的动态膨胀碎裂

为研究高强度高脆性陶瓷的冲击拉伸断（碎）裂问题,开展了材料动态膨胀碎裂数值模拟研究。基于离散元方法,应用平节理接触模型分析高应变率下增韧陶瓷圆环的自由膨胀运动,获得了圆环膨胀碎裂过程中颗粒运动速度和系统能量的变化规律。结果表明：圆环断裂之前,以中层颗粒为基准,内层颗粒的径向速度呈现出增大的跳动,外层颗粒的径向速度显示出减小的跳动,这种跳动与陶瓷圆环的刚性有关,与初始加载速度无关;圆环断裂时刻,圆环内产生卸载波,同时伴随着应变能释放,导致圆环内层颗粒出现径向速度减小的跳动,外层颗粒径向速度则出现速度增大的跳动,这种速度跳跃现象将有助于实验中确定圆环的初始脆性断裂时刻;陶瓷圆环碎片的平均尺寸随应变率增加而减小,与文献［17-18］理论模型结果吻合较好。     

发动机缸套—活塞环磨损数值计算研究

为研究使用工况对发动机缸套—活塞环磨损的影响,以某型发动机为对象,基于平均Reynolds方程建立了缸套—活塞环边界润滑模型,根据活塞环受力平衡方程和缸内传热建立了边界条件模型,并基于Holm-Achard磨损机理建立了粘着磨损模型;采用迭代算法,将发动机工况影响计入缸套—活塞环润滑和磨损模型;计算分析了该发动机某一工况循环下缸套—活塞环的磨损,计算与实测结果对比表明:实测与计算曲线趋势一致,上止点附近的计算值与实测值误差不超过5%.     

基于Matlab／Simulink的多路时空同步拦截弹阻尼环控制算法

针对如何控制在多路时空同步拦截弹中不同时间发射的弹丸在同一时间飞行到目标点进行起爆这一问题,使用Matlab／Simulink仿真技术对弹丸的外弹道运动过程进行了建模,并基于这一模型分析了多路时空同步拦截弹的工作原理,进而设计了相应算法对弹载阻尼环的开环时间进行计算;以双路系统模型为例,对该算法以及其计算结果进行了仿真验证。结果表明：该算法具有较精确的修正能力,通过选择合适开环时间,拉长了先发射弹丸的飞行时间,实现了时空同步起爆;算法基于Matlab／Simulink仿真建模技术,整个计算过程清晰直观,提高了计算精度。     

环形弹簧特性的RecurDyn子程序实现方法

某浮动自动机缓冲器采用环形弹簧实现浮动技术。利用Recur Dyn软件建立自动机仿真模型。以User Subroutine方式建立一个x轴方向Translational平动力模拟缓冲器的作用，计算得到后坐部分位移曲线。与该样机实测后坐部分位移曲线对比，计算曲线与实测曲线形状基本一致，数值大小也相差较小，最大后坐位移计算值为16．4mm，试验实测值为16．1mm。计算中，环形弹簧加载与卸载的刚度均假定为线性，若采用实测离散数据，上述用户子程序中添加一插值子程序即可。该方法亦可应用于其他特殊弹簧的仿真分析中。