海上补给高架索建模和仿真研究

针对海上补给装备研制过程中尚无高架索模型可以使用的现状,将多体动力学理论引入高架索建模中,研究了绳索多刚体动力学模型、刚柔混合体动力学模型和多柔体动力学模型的建立方法。将3种绳索模型依次用来模拟高架索,并利用ADAMS软件对海上横向干货补给过程进行仿真计算。计算结果表明：3种高架索模型的速度、受力、角速度、转矩的变化趋势与高架索实际力学特性基本一致,绳索多体动力学模型可以模拟海上补给高架索;绳索多柔体动力学模型较其他两种绳索多体动力学模型更能反映出高架索的全部动力学特性。     

绳索对抛索火箭弹道特性的影响

抛索火箭系统的绳索动力学问题十分复杂.采用有限段方法对绳索进行建模,分析推导了绳索的运动和受力,根据Kane方法选择了合适的广义坐标,建立了拖缆火箭飞行的动力学模型.利用该动力学模型分析了绳索对抛索火箭弹道特性的影响,得到了绳索线密度、空气阻力系数对射程、速度、弹道倾角等弹道特性影响规律,为下一步研究绳子对拖缆火箭飞行的扰动以及拖缆火箭制导控制提供了理论模型和指导.     

某自行火炮空投姿态动力学分析

自行火炮空投时因倾角很大,威胁空投安全,必须进行控制。运用多体动力学分析方法,将空投过程分为四个阶段,分别对各阶段建立动力学模型。在火炮空投出舱前,起动初期视为直线加速运动,到舱口附近视为二自由度运动,在火炮出舱后,视伞和火炮系统为四自由度运动,运用速度矩阵法推导动力学方程,进行了详细分析计算,找到了影响倾角的主要因素,揭示了各个因素的影响规律,提出了减小倾角的方法和建议,为改善空投姿态、保证空投安全提出了有效方法。     

减振器振动系统稳定性分析与研究

该文在建立振动动力学模型和运动方程的基础上 ,通过对车辆悬架阻尼比分析 ,就减振器阻尼等效为零或为负时 ,对振动系统稳定性影响及产生原因进行了探讨 .提出设计和制造过程中有效控制系统稳定和非保守特性的技术路线     

减振器振动系统稳定性分析与研究

该在建立振动动力学模型和运动方程的基础上,通过对车辆悬架阻尼比分析,就减振器阻尼等效为零或为负时,对振动系统稳定性影响及产生原因进行了探讨．提出设计和制造过程中有效控制系统稳定和非保守特性的技术路线．     

抛索火箭平面运动弹道模型研究

抛索火箭的运动是变质量变结构变边界条件的复杂动力学问题。根据牛顿—欧拉方程,采用集中质量法建立了抛索火箭运动模型。将绳索离散为一系列质量集中在一点的单元,并假设绳索上所有的作用力都集中作用在集中质量点上。通过火箭运动方程、绳索各单元的运动方程、绳索间约束方程和边界条件,联立求解抛索火箭的运动方程。对抛索火箭进行了运动仿真,仿真结果与试验结果一致性较好。该运动弹道模型可以为工程设计提供理论指导。     

抛索火箭系统主动段绳索动力学特性研究

针对抛索火箭系统主动段绳索复杂的动力学特性,建立了基于多体动力学方法的绳索模型;数值仿真了真实火箭推力作用下绳索主动段飞行动力学过程及其动态特性。研究结果表明:主动段绳索运动呈波动状态,绳索速度和绳索内张力呈现规律性波动,随着编号增加,速度波动幅度先增大后减小,绳索内张力波动的幅度和大幅波动持续时间先减小后增大,绳段最大速度达到325.42 m/s,绳段内张力的峰值达到了8 162.5 N。仿真计算结果与试验数据较一致,该研究成果对抛索火箭系统绳索选择和系统弹道设计有参考价值。     

自行火炮行进间动力学模型及仿真研究

本文采用多刚体系统动力学综合技术对自行火炮在行进过程中的运动和受力进行了分析,以自行高炮为例,将系统划分为车体、炮塔、火炮、跟踪平台回转体和跟踪平台俯仰体等五个刚体,各刚体之间存在相对运动,整个系统由悬挂装置和履带弹性支撑在地面上.自行火炮系统具有七个自由度,建立了系统动力学模型,其中动力学方程的最终形式可由程式化软件来完成.对自行火炮在搓衣板型和麻花型路面上行驶时的动力学特性进行了仿真分析,得到了车体俯仰和滚转的运动规律.研究成果对于自行火炮总体设计和运动性能评估具有重要的参考价值.     

履带车辆纵向与垂向耦合动力学模型及功率特性

越野工况履带车辆动力学是车辆越野行驶能力预测的理论基础。考虑高机动履带车辆越野行驶纵向运动和垂向运动耦合效应,提出履带车辆纵向与垂向耦合动力学建模方法。建立车辆耦合动力学模型,对车辆在典型路面上的行驶性能进行仿真,并进行实车测试验证,进而量化分析履带车辆系统的功率特性。仿真结果表明：该模型可以表征车辆在不同类型路面上行驶的动力学响应特性;在越野工况下,车体垂向、俯仰等运动将消耗部分功率,对车辆行驶速度提升有一定影响;在越野路面上行驶的履带车辆瞬时非纵向运动功率数值波动范围大,随着路面条件变差以及速度提高,非纵向运动功率占总输入功率比例增加,对总功率的需求也越大,限制了驱动功率的有效利用。研究结果可用于高机动履带车辆动力学模型构建以及车辆功率流分析。     

随动推力作用下柔性自旋飞行器横向振动响应及失稳分析

针对柔性自旋飞行器动力学问题,考虑结构自身旋转作用,建立计入陀螺力矩及随动推力影响的运动方程,研究系统的动力学响应问题。将柔性自旋飞行器简化为非均匀转子结构,采用剪切变形对轴向位移有影响的Timoshenko梁模型,计入了陀螺力矩及随动推力的影响,基于有限元方法建立了运动方程,分析了质量偏心力作用下转速和推力对系统动力响应的影响以及结构失稳的情况。分析结果表明：随动推力的增加会减小系统的刚度和临界转速;激振频率等于系统临界转速频率时系统发生共振;推力达到或超过临界推力将导致系统失稳;转速的增加会降低系统的临界推力值;结构的非均匀性对系统的临界转速和临界推力造成很大影响。     

纵向振动对捷联惯导误差影响半解析表达式研究

针对实际动态工况条件下捷联惯导输出与静态条件下输出存在一定误差的问题,在仅考虑纵向振动的条件下,将飞行器仪器舱内的惯导系统等效为杆与阻尼弹簧振子的组合系统,利用复模态分析方法使方程解耦,并推导了动态扰动环境中惯导加速度响应的半解析表达式,给出了实际敏感加速度的包络范围,指出捷联惯导加速度计敏感值变为围绕真实值分布的随机变量是动态环境条件下产生加速度误差的根本原因之一.     

坦克-火炮系统行驶间振动建模与仿真

本文就坦克在不平地面行驶时坦克—火炮系统的振动问题进行了动力学分析与建模，主要包括：通过随机抽样法建立双侧不平地面模型，采用状态方程法建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型，并进行了仿真。本文的分析方法将坦克车体的振动对火炮运动的影响体现出来，更加全面和客观地反映了坦克行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的仿真结果进行分析，能够定量地得到各参数变化对坦克—火炮系统在行进间的稳定与射击的影响程度，这对于坦克—火炮系统的设计与优化有着积极的作用。     

车载导弹发射过程姿态模拟

为研究车载导弹发射过程系统的动态响应和导弹的运动特性,从理论角度分析了发射过程系统的振动特性,并综合分析了导弹运动扰动原理.在对发射系统合理简化的基础上建立了整车刚柔耦合动力学模型,在模型中考虑了抛盖与燃气冲击载荷,进行了完整发射过程的刚柔耦合动力学仿真.所得仿真结果与试验数据相吻合.研究结果表明,所建刚柔耦合动力学模型能够较真实地模拟导弹发射过程,整个系统结构阻尼设计基本合理,能够满足战术要求.     

高速机动条件下坦克行进间火炮非线性振动动力学研究

为研究高速机动条件下坦克行进间非线性振动情况,基于动态协同仿真方法,建立了坦克行进间机械、电气与液压联合仿真模型。分别在机电一体化仿真软件Amesim中建立液压子系统模型,在仿真软件MATLAB/Simulink中建立控制子系统模型,在多体系统动力学软件RecurDyn中建立考虑身管柔性等多个非线性因素的坦克机械系统模型。运用谐波叠加法分别编写了考虑左右履带不平度相干性的D级、F级三维路面不平度计算程序。动力学计算结果表明：身管柔性会造成炮口振动的振幅大于摇架处;当路面不平度较小且行驶速度较低时,炮口相对于摇架整体向下弯曲;随着路面不平度的增大和行驶速度的提高,车体及摇架稳定性急剧恶化,稳定器无法保证稳定精度,此时,身管柔性造成的炮口与摇架处高低角位移差异显著减小;身管柔性因素对于射击精度的影响难以通过简单的静态修正得以解决,还需综合考虑坦克的行驶工况。     

Dynamic Simulation for Missile Erection System

In order to study the dynamic characteristics of the missile erection system, it can be considered as a rigid-flexible coupling multi-body system. Firstly, the actual system is abstracted as an equal and simplified one and then the forces applied to it are analyzed. Secondly, the rigid-flexible coupling dynamic simulation for erection system is accomplished by use of the system simulation software, for example Pro/E, ADAMS, ANSYS, MATLAB/Simulink, etc. Finally, having the aid of simulation results, the kinetic and dynamic characteristics of the flexible bodies in erection system are analyzed.The simulation considering the erection system as a rigid-flexible coupling system can provide valuable results to the research of its kinetic, dynamic and vibrational characteristics.     

装甲车辆平顺性仿真及试验验证

该文研究内容为车辆(轮式、履带)在不平路面行驶和通过障碍时的平顺性问题。利用状态方程法建立了包括随机和确定路面轮廓、三维车体等较为通用的车辆行驶平顺性模型。并针对行驶振动中车轮与悬架的碰撞建立了专用模型。对某型装甲车辆进行了计算机仿真和验证,对模型的精度和有效性进行检验和评估。结果证明所建立的车辆—地面系统模型是有效的。该模型和建模采用的方法为装甲车辆的系统设计和动力学分析提供了一条途径。     

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。     

基于可观测性分析的混合式惯性导航系统连续自标定模型选择

针对混合式惯性导航系统连续自标定的系统模型选择问题,从模型中惯性仪表安装误差的可观测性出发,分析了不同模型的可观测性和适用条件。根据不同动力学方程和观测方程构建了3种不同的混合式惯性导航系统连续自标定模型,从可观测性定义出发分析了惯性仪表安装误差与系统观测量之间的关系,以判断系统是否可观测。分析结果表明,选择失准角方程作为动力学方程、加速度计输出作为观测方程和选择框架角方程作为动力学方程、加速度计和平台框架角传感器输出作为观测方程时,系统模型是可观测的。对3种系统模型进行了仿真和试验分析,验证了理论分析结果的正确性。     

坦克火炮系统动态特性仿真

主要对坦克在不平地面行驶时火炮系统的振动动态特性问题进行了动力学分析与建模仿真,主要包括:通过随机抽样法建立双侧不平地面模型,采用状态方程法建立三维车体和双侧任意车轮在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型。所用方法和建立模型可以将坦克底盘振动对火炮系统运动的影响体现出来,更加全面和客观地反映了坦克行驶过程中火炮系统的振动机理和动态特性,较实际车辆测量法获得火炮运动特性的方法更为高效和系统,对于坦克行驶间的整车振动和火炮系统控制分析有着积极的作用.