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。     

侵彻混凝土弹体质量损失的工程计算方法

为了研究弹体侵彻混凝土后的质量损失,提出满足工程需求的计算方法,以侵彻混凝土靶后的弹体为研究对象,分析了影响弹体质量损失的相关参数。利用量纲分析的方法建立了弹体侵彻混凝土的相似模型和相似准则,回归了工程计算公式。研究结果表明,该公式具有良好的计算精度和较宽的适用范围。     

坦克火炮身管模态分析及振动特性研究

坦克行驶过程中,火炮身管的弹性变形对其稳定精度有一定的影响,为了研究火炮身管的振动特性,建立了约束状态下火炮身管的有限元模型,仿真计算得到火炮身管各阶模态频率和模态振型;利用模态试验系统对火炮身管进行了模态试验测试,验证有限元模态计算结果的可信性,在模态分析的基础上,采用有限质量段方法建立火炮身管二阶有限段模型,为研究火炮身管的弹性变形提供模型基础.     

飞行器扭转模态建模分析研究

在使用梁-质量块模型计算飞行器扭转模态时,模型的扭转转动惯量模型对结构动特性的计算结果有着决定性的影响。研究了不同扭转转动惯量计算方法对系统扭转动力学特性的影响。首先,给出了三种转动惯量计算模型,其中包括一种精确模型和两种简化模型。其次,基于数据,建立了飞行器有限元模型。最后,基于给出的三种模型计算了飞行器的扭转模态。研究发现,对模型的局部扭转转动惯量进行修正,计算的扭转模态精度较高。     

基于调谐质量阻尼器的装配式钢桁桥振动控制研究

针对装配式钢桁桥跨度逐渐增大引起的结构振动问题,应用调谐质量阻尼器(Tuned mass damper,TMD)进行振动控制.运用ANSYS软件建立了某型装配式钢桁桥的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析确定了受控模态.根据Den Hartog理论对TMD的参数进行设计,分别对无控模型和有控模型进行瞬态动力分析,计算结果表明,在TMD控制下该桥的位移响应和加速度响应均得到了有效抑制.进一步研究发现随着质量比的增大,TMD的控制效果逐渐增强,但增强的幅度逐渐降低.     

某型机枪结构动力修改预分析

机枪的固有振动特性是影响其射击精度的重要因素之一。采取有限元预分析辅助模态试验方案的制定，建立了基于LMS系统的模态试验系统，对某型机枪进行了模态试验，并与有限元模型计算结果进行了对比，两种方法的结果基本一致。利用机枪结构模态试验分析的结果，计算出机枪结构第一阶固有频率对质量和刚度的灵敏度，对其进行了分析并对结构修改前后枪口点的响应特性进行了仿真计算与分析。结果表明，结构修改后机枪的射向一致性更加合理。     

不对称因素引起射弹散布的分析与估算

该文分析了各种不对称因素对高速旋转弹丸运动的影响,并给出了散布计算方法和相应的公式.研究表明,动不平衡主要影响射程和距离散布,质量偏心主要影响侧偏和横向散布,气动偏心的影响可以不予考虑.     

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.     

系统附加质量和附加刚度对模态试验结果的影响

以导弹尾翼的模态特性试验为例，分析系统附加质量和附加刚度产生的机理及其对模态试验结果的影响，并对减小这种影响的方法进行了讨论。     

基于行波法的有限加肋板耦合运动研究

为研究板与加肋条的耦合运动特征,采用行波法和模态叠加法,根据板与加肋条的不同耦合连续性假设,建立3种耦合模型,即板-附加质量模型、板-欧拉梁模型和板-板-欧拉梁模型,此时3种耦合模型对应的加肋条分别为阻振质量、扁钢和T型材。根据行波法推导有限加肋板耦合结构的动力响应表达式,并自编Matlab程序进行振动响应计算,通过对比有限元数值计算结果与行波法半解析计算结果,验证该行波法解法是计算耦合结构振动响应的有效方法。对3种耦合力学模型的对比研究,根据耦合连续性假设分析结构刚度项对响应的影响,说明在低频范围内,结构刚度项对结构的动力响应影响较小,但随着频率的增大,结构刚度项对结构动力响应影响增大。对板厚和损耗因子进行参数分析,计算结果表明:随着板厚增加,板的模态数变少;在共振频率附近,随着损耗因子的增加,结构输入功率流和传递功率流的峰值降低;损耗因子的改变对结构的固有频率影响不大。     

带有集中质量的分布质量弹性转动横振精确解

求得了带有集中质量的分布质量弹性转轴系统横向自由振动的频率方程和振型函数的精确解析表达式，及其与不转动轴系统自由振动的频率方程和振型函数及转动角速度之间的精确解析关系     

重载轮胎面内刚柔耦合动力学建模及振动传递特性分析

针对重载子午轮胎扁平率接近1的特点,建立面内刚柔耦合模型并开展振动分析方法研究。提出重载轮胎面内胎体与胎侧耦合的试验模态测试与分析方法;考虑胎侧的惯性力和分段刚度,建立重载轮胎面内弹性基础柔性梁动力学模型;利用有限差分法,将面内耦合动力学方程离散化,建立基于轮胎几何、结构参数的三参数等效刚度重载轮胎面内刚柔耦合模型;基于试验和解析模态共振频率,利用遗传算法对重载轮胎结构参数辨识,建立重载轮胎面内刚柔耦合模型的传递函数解析模型。数值分析和试验验证结果表明：在0~300 Hz频率范围内,面内刚柔耦合模型可准确表征重载轮胎面内胎体和胎侧的耦合振动模态与传递特性;该建模与试验分析方法可将重载轮胎的分析频率由0~180 Hz扩展至300 Hz.     

轴向运动简支梁振动响应分析

轴向运动系统广泛存在于诸如火炮发射系统、动力传送带、带锯、空中缆车索道等工程领域,理论上可将其抽象为轴向运动弦线和梁的力学模型,具有重要理论意义和工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了移动质量作用下轴向运动简支梁振动方程,利用Galerkin法对方程进行离散,采用Newmark-β法对方程进行数值求解。计算了移动质量对轴向运动梁动态响应的影响,结果表明：相比轴向运动梁的自由振动,移动质量的作用使轴向运动梁更多的模态被激起;移动质量速度越小,频域成分越丰富;在移动质量作用前半阶段,梁的振动频率较低,在后半阶段振动频率较高。     

鱼雷的水下运动分析

对于鱼雷在水下搜索段的运动过程,建立了统一的六自由度运动模型,同时对流体惯性力力矩进行了合理的引入,减小附加质量的处理难度,对方程进行了矩阵化处理后,加入了控制方程,最终得到了比较合理而简洁水下的运动模型。     

基于EMD的某火炮身管模态参数识别

现阶段火炮模态参数识别都是以快速傅里叶变换(FFT)为基础,信号必须平稳且是严格的周期信号;通常情况火炮工作状态下的信号是非平稳信号;经验模式分解(EMD)方法是一种新的非平稳的信号处理技术,EMD方法在处理非平稳信号时相对其他方法有相当大的优势;首先对某火炮身管在有限元分析软件中建模,分别在有约束和自由状态下对身管进行模态识别;然后用EMD方法对相关数据进行处理,得到身管的模态参数(频率、阻尼比、刚度矩阵、阻尼矩阵、质量矩阵),并与有限元分析方法得到的结果进行对比、分析;数值仿真证明了EMD方法在火炮领域的可行性和有效性.     

多体火炮系统的固有振动特性-多体系统动力学的传递矩阵法

导得了任意刚体作线性振动的场传递矩阵。建立了多体系统动力学的传递矩阵方法，并将其应用于一般多体火炮系统固有振动的研究，建立了相应的多体火炮系统振动的传递方程和传递矩阵。导得了有关多体火炮系统振动的频率方程和振型函数的解析式。     

变缆长拖缆AUV纵向运动建模与仿真

针对拖缆自主水下航行器（AUV）运动过程中引起的拖缆长度变化问题,采用集中质量法建市了拖缆的运动方程,根据刚体动量定理及动量矩定理建赢了拖缆AUV的纵向运动方程,在此基础上补充推导了AUV拖缆运动过程的变缆长边界方程。联市拖缆运动方程、AUV纵向运动方程及边界方程得到变缆长拖缆AUV纵向运动方程。基于此方程,应用4阶Runge—Kutta法对采用相同控制律方程的兀缆及有缆AUV进行了对比运动仿真。仿真结果表明,随着运动过程中拖缆长度的不断增长,拖缆对AUV的作用力不断增大,对AUV各运动参数的影响也不断增大,且对AUV轴向运动速度的影响最为明显。     

滑移爆轰作用下飞板运动规律的特征线差分法研究

根据二维定常流的理论和稳定爆轰的基本假设推导了通用状态方程的特征线相容关系,利用此方法对滑移爆轰中飞板的运动规律进行了研究。对比分析了多方方程和通用状态方程特征线法在TNT和乳化炸药爆轰作用下飞板的飞行参数;研究了两种方法在不同质量比下飞板的抛掷姿态曲线,并对其计算结果进行了对比研究。通过与二维Richter公式的计算结果进行对比,证实了通用状态方程计算结果的正确性。研究结果表明:通用状态方程的特征线法计算得到的抛掷角和竖向位移小于Richter计算公式得到结果,且最大相差9%,恰好符合Richter公式计算结果往往偏大的特征。