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。     

带有分支梁的导弹模态剪力和模态弯矩计算方法

模态剪力和模态弯矩是导弹横向动态载荷计算及识别的重要基础,完善了带有分支梁的导弹模态剪力和模态弯矩计算方法。首先从剪力和弯矩的基本定义出发,推导了梁-质量块有限元模型主梁和分支梁模态剪力和模态弯矩计算方法,然后采用模态叠加方法计算横向静力作用下导弹的飞行载荷,并与静力学计算结果进行对比。结果表明,采用模态剪力叠加和模态弯矩叠加计算结果随着模态数量的增加逐渐逼近静力学计算结果,当考虑所有的模态时,计算结果与静力学计算结果完全相同,验证了模态剪力和模态弯矩计算方法的正确性。     

导弹舱段连接分离面的试验建模和参数识别法

如何建立合理的简化模型,在弹体结构动力分析中考虑分离面刚度削弱的影响,是设计中的重要课题。本文讨论舱段分离面的试验建模方法,提出等效梁段,等效弹簧和两者混合的五种简化模型,分别给出它们的传递矩阵表达式,然后采用以模态试验为基础的优化方法作刚度参数估值。应用上述方法完成八种常见的分离面连接形式的刚度参数识别,对结果作了比较和评价。最后给出某导弹弹体考虑分离面影响的模态参数计算实例,表明方法的有效性和实用性。     

考虑局部段非线性的导弹整体动力响应计算

潜射导弹高速弹射出水时,空泡溃灭产生较大的冲击载荷,对导弹的结构强度提出了挑战.同时现代导弹的设计要求对结构进行优化设计,对弹体的厚度、质量均提出了要求,因此更加精确地计算导弹出水过程中的结构响应能够为设计人员提供更准确的参考.基于导弹局部段细致有限元模型得出的非线性刚度参数,将局部段等效为一具有非线性刚度的梁单元,并入建立的导弹出水全过程虚拟样机模型进行计算仿真,将结果与之前线性刚度模型的计算结果进行对比,最后对该局部段非线性因素对全弹整体响应的影响进行讨论.     

弹性变形对大长细比导弹纵向稳定性的影响

综合考虑飞行动力学和气动弹性力学的相互影响,基于结构弹性模态和刚体飞行模态,耦合求解非定常气动力和结构动力学模型,研究大长细比导弹受弹性变形影响时的纵向稳定性.研究发现,大长细比导弹的弹性特征明显,结构弹性变形和刚体运动之间的相互影响不容忽视,分析大长细比导弹稳定性时需要将结构弹性变形与刚体运动统一起来进行研究.考虑刚体俯仰模态后,导弹的稳定性发生显著变化,系统由稳定变为不稳定,在较低动压下系统失稳,主要表现为俯仰模态的静失稳发散.来流动压和结构刚度会影响大长细比导弹的纵向稳定性.     

散粒货物建模对车体动应力计算影响分析

建立铁路货车敞车车体装载散体煤D-P塑性单元及散粒煤质量单元简化模型,通过Craig-Bampton法计算柔性体,将生成的两个柔性车体模型与铁路货车全尺寸试验台架模型集成,建立刚柔耦合多体动力学模型.在台架仿真模型中输入实物试验台架驱动载荷,进行了系统模态及车体动应力计算,完成两种散粒货物建模对车体动应力计算影响分析.结果表明:两种散粒货物模型的车体底架动应力计算结果与试验结果均具有较好的一致性,散粒货物建模方式对敞车底架的动应力计算结果影响不大;但两种散粒货物模型的车体侧墙结果区别较大,D-P单元模型与试验结果更为吻合.考虑到D-P单元建模的效率低,而车体主要承载部位又在底架上,实际中仅考虑车体底架时,可采用质量单元模型进行柔性体建模.     

弹性变形对大长细比弹箭气动特性的影响研究

采用基于N-S方程的计算流体力学(CFD)技术和基于有限元技术的结构力学(CSM)分析方法,结合动网格技术,发展一种求解大长细比弹箭静气动弹性问题的直接耦合方法.以某鸭式布局大长细比导弹(火箭)为算例,研究弹性变形对全弹气动特性的影响.结果表明:相对于刚体模型,全弹轴向力和法向力降低,压力中心明显前移,气动设计中应加以考虑.     

导弹气动弹性稳定性分析

以某导弹为例,从颤振和气动伺服弹性两方面对导弹气动弹性稳定性进行了分析研究.在颤振分析中,开展了全弹结构动特性计算,采用超声速偶极子格网法计算了高超声速非定常气动力,对导弹部件和全弹进行颤振计算分析,对空气舵舵系统刚度设计提出了要求.在气动伺服弹性稳定性分析中,建立了导弹俯仰通道气动伺服弹性运动方程,采用Nyquist方法分析了闭环系统的稳定性和稳定裕度.     

固冲导弹零攻角负法向力特性研究

文中对双下侧进气道布局的导弹进行了数值建模,并利用专业流体计算软件对导弹的超音速特性进行了数值模拟,发现在零攻角时全弹法向力为负值,这对长时间巡航的导弹是不利的因素。针对这种现象,文中对各个气动组件进行详细分析,研究其流场特性和负法向力产生的机理,找出全弹法向力为负的原因来源于各气动组件的相互影响,并在结尾给出了适当的优化建议。     

时间序列分析在导弹结构模态识别中的应用

在应用时间序列分析识别导弹的弹体结构模态时,AR模型阶数的选择和ARMA模型系数的求解对识别结果有很大影响,在综合比较各种模型定阶方法的基础上,选择奇异值分解法确定AR模型阶数,并使用总体最小二乘法求解模型系数。利用导弹飞行试验实测数据进行仿真实验,证明应用该方法所确定的模型阶数较为合理,对导弹结构模态参数识别取得了理想的效果。     

一种低温发动机系统动态仿真的快捷方法

根据低温发动机系统动态仿真的特点,提出以温度、压力、质量流量和焓流量为基本变量的分段集中参数IRC方法,用此方法建立了发动机主要组件的模型,在AMESim平台上进行了仿真。这种方法提高了发动机系统模块化建模的效率,增加了组件模型的通用性,方便了仿真系统的搭建,并且系统结构简单直观,仿真结果可信实用。     

鸭式布局制导火箭弹气动特性数值计算

为分析气动外形对鸭式布局制导火箭弹气动特性的影响,设计了两种具有不同尾翼的制导火箭弹模型,以三维Navier-Stokes方程为控制方程,采用结构网格、k-ε模型对制导火箭弹的绕流场进行了数值模拟,得到了两种结构方案下制导火箭弹的气动特性参数.研究结果表明,相较于6片尾翼设计方案,采用4片尾翼设计方案的制导火箭弹具有更大的升阻比,且静稳定性更好.     

舰艇摇摆对舰载火箭弹离炮口姿态的影响

确定火箭弹脱离炮口瞬间的姿态对分析弹道的初始扰动以及落点的散布计算都是非常重要的．该文建立了舰栽火箭炮发射过程中约束期内的火箭弹质心运动方程组模型和半约束期内的火箭弹弹轴转动方程组模型，分析了发射过程中舰艇的摇摆运动对火箭弹姿态的影响．仿真结果表明，舰艇摇摆对火箭弹的姿态影响较大。所建立的模型对确定舰载火箭弹弹道的初始扰动以及落点散布计算具有一定的参考价值。     

火箭发动机六分力试验台系统误差分析研究

文中基于静力学与动力学原理，建立了六分力测试台力学模型，研究分析了六分力测试台的静、动态误差特性，为六分力测试系统设计及提高测试精度提供了理论基础。     

固冲发动机转级试验点火控制系统设计

针对整体式固体火箭冲压发动机转级试验需求,设计了一套点火控制系统,用以模拟弹载控制系统功能。根据固冲发动机转级技术特点,明确了系统的功能和设计要求,对系统的工作原理、硬件结构和软件设计等内容做了详细描述。该系统充分考虑了不同转级方式和异常应急等情况,具备地面转级试验能力,为产品转级性能评定和可靠性验证提供了有效的试验平台。     

某多管火箭炮车架行军强度分析

针对某多管火箭炮车架在进行行军强度试验时能否满足强度要求的问题,建立一种基于ADAMS和Abaqus软件联合仿真方法的多管火箭炮刚柔耦合模型。通过 ADAMS 柔性体理论建立火箭炮行驶过程的刚柔耦合模型,利用动力学仿真得到外接点在垂直方向上的位移,以此为边界条件,在Abaqus中计算出车架的应力应变,并通过仿真试验进行验证。试验结果表明：2种软件的结合使用,避免了有限元软件的耗费时间长,对复杂模型难以收敛以及多体动力学软件处理模型不精确的缺点。     

多管火箭炮不同射击方式落点散布的对比

根据不同组数据求取多管火箭落点密度函数。为克服不同组数据问的系统误差，采取位置平移方法。采用该方法要满足的两个条件是：每组中发与发之间相互独立；各组的试验条件要保持一致。根据多年试验数据分析了多管火箭A、B、C、D4种非满管射击方式和满管齐射落点分布的特点，进行的正态性检验和密集度对比分析表明：多管火箭落点纵向不完全服从正态分布，横向基本服从正态分布。采用A、B两种射击方式联合使用效果较好。     

液体火箭发动机启动过程检测研究

建立了火箭发动机启动过程的RBF神经网络模型,将神经网络辨识方法与包络线方法结合,提出分层次检测方案,并根据大型液体火箭的故障仿真结果进行了仿真实例验证,较好地验证了检测方案及模型的有效性和实用性.     

新型随控布局水下航行器近水面运动非线性模型研究

采用随控布局的新型水下航行器配备有多个不同方向的推进器,实现了直接升力控制和直接侧向力控制,具有巡航和悬停2种运动模式。文中详细分析并建立了不同运动模式下的流体动力模型以及环境因素的扰动作用模型,建立了新型水下航行器的6自由度非线性低频运动模型以及波浪作用下的高频运动模型,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该模型不仅可以模拟航行器的巡航以及悬停运动状态,还可以描述航行器的低频运动和高频运动状态,为航行器近海面运动的控制系统设计与仿真提供了参考。