弹丸在炮口的状态参数对地面密集度影响研究

为了分析无动力飞行弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,基于6自由度刚体外弹道方程,考虑弹丸参数和炮口状态参数误差因素,利用稀疏网格数值积分(SGNI)方法求解弹丸落点散布的统计特性参数,并采用最大熵估计方法获得弹丸落点散布的概率密度函数。测试算例表明,该方法的计算结果与蒙特卡洛方法获得的结果相吻合,验证了SGNI方法和最大熵估计方法的有效性;在此基础上分析了某155 mm加榴炮弹丸在炮口的状态参数误差对地面密集度影响,并分别建立了弹丸在炮口的单参数误差、多参数误差与地面密集度之间的映射模型,可为火炮射击密集度总体设计提供参考。     

火炮反后坐装覃动力学耦合分析与优化

考虑火炮后坐过程中后坐部分与火炮其他部分的动力学耦合效应，推导出在反后坐装置作用下，火炮后坐运动基本方程组,建立了火炮反后坐装置动力学耦合模型。基于拉格朗日插值和四阶龙格-库塔法进行了数值求解。计算结果表明：由于火炮耦合运动的存在，后坐阻力规律与设计时后坐阻力规律相差较大，最大后坐阻カ小于设计时最大后坐阻力。基于动力学耦合模型和优化设计方法，以后坐过程中的最大后坐阻力最小为优化目标，节制杆各圆锥段直径为设计变量，火炮最大后坐长为约束条件，建立了后坐阻カ优化模型。优化算法采用遗传算法。优化结果表明：火炮后坐过程中后坐阻力曲线更加平缓，最大后坐阻力小于优化前的计算结果。     

金属内衬对复合材料身管热性能影响分析

采用金属内衬外部缠绕纤维增强复合材料,可以减轻纯金属身管质量,提高身管刚度。为了详细分析复合材料身管金属内衬对身管热性能影响,运用有限差分法建立了武器发射时复合材料身管瞬态数值传热模型,并结合多个设计方案编制通用程序对金属内衬影响复合材料身管热性能进行数值定量分析。结果表明金属内衬厚度对于复合材料身管的传热性能有很大的影响,内衬层越厚对提高复合材料身管热性能越有利,但影响减重,因此在复合材料身管的综合优化设计中必须有重点综合考虑。     

某边防巡逻车车身骨架断裂分析优化

对某型边防巡逻车在可靠性道路试验中出现的车身骨架断裂问题进行了研究.在原样车有限元模型静态扭转载荷和模态分析基础上,结合试验实际情况确定了车身断裂的主要原因,并运用拓扑优化对原有模型做出适当修改,使设计的车身骨架结构更加合理,顺利通过了该车的第三次道路试验,各项性能指标取得了较好的效果.     

某旋转药室火炮卡弹机构的运动可靠度研究

为研究某旋转药室火炮卡弹机构的运动可靠性,在多体动力学软件中建立了动力学虚拟仿真模型.通过分析该机构的主要构件功能和工作原理,制定了卡弹机构的可靠性准则.运用弹簧刚度的基本公式,将多个弹簧设计参数的误差转化为弹簧刚度的误差,以减少模型中的随机变量数.在此基础上,以3个弹簧的刚度、预变形量、安装位置、惯性进膛速度作为随机变量,采用蒙特卡罗法进行了模拟计算.卡弹机构的运动可靠度为0.978,随着随机变量误差的减小,机构可靠度会提高.     

悬臂梁振动自适应模糊控制及DSP实现

以粘贴压电自感作动器的悬臂梁为研究对象,推导了悬臂梁振动主动控制的压电元传感方程和作动方程的传递函数,给出了压电自感作动器位置配置优化方法,设计了硬件电路以及软件流程.试验结果表明,利用压电自感作动器和模糊自适应控制器可有效地抑制悬臂梁振动.     

压缩机机体声辐射的模态特性研究

采用有限元和边界元方法建立了轻流体介质中复杂结构振动声辐射的模态分析模型,可计算结构的声辐射模态频率、模态场点声压、模态辐射声功率和声辐射效率等声场特性参数。对K5206NM压缩机机体进行了模态分析和声辐射模态参数计算,获得了机体的声辐射特性,从而为机体的低噪声设计提供了依据。     

移动质量激励悬臂梁振动主动控制系统

利用压电材料的正逆压电效应,实现了移动质量激励悬臂梁振动主动控制;建立了压电元传感方程和作动方程,进一步将其转化为状态空间模型中的状态方程和输出方程;设计了基于线性二次型最优控制(LQR)策略的振动主动控制器,以TMS320VC33 DSP芯片为核心组建了相应的硬件电路。实验结果表明:采用压电自感作动器可很好地抑制移动质量激励引起的悬臂梁振动。     

中口径火炮提前发射修正弹反导能力研究

为了提高中口径火炮远距离反导能力,针对一维阻尼环机构弹道修正弹的弹道特性和飞行原理,提出提前发射修正弹用于反导的设想,将弹目交汇时间误差融入到中口径火炮对空误差及命中毁伤模型中,采用仿真统计法,获取并修正每发射弹的飞行时间误差,仿真计算得出修正弹与无控弹远距离对巡航导弹的毁伤概率.结果表明:弹道末端通过增阻减速修正弹目交汇时间误差能够大幅提升中口径火炮的远距离反导能力,研究结果为中口径火炮的反导作战使用提供了参考.     

基于降阶模型的弹塑性瞬态响应求解

结合塑性力学理论和模态综合技术,提出一种快速分析柔性结构在冲击载荷下的弹塑性瞬态响应的求解方法。该方法基于伪力思想,通过引入预测参数将弹塑性变形导致的非线性特征近似等效为一具有力量纲的外载荷,并置于控制方程右边保持方程左边线性,而后采用模态综合技术建立原系统的降阶模型,并给出相关方程的求解方法。经此变换后,用于建立降阶模型的模态变换矩阵只需计算一次,且在整个响应计算过程中保持不变,有效地提高了计算效率。通过计算柔性简支梁在谐振载荷和碰撞载荷下的弹塑性响应,并与全模型的计算结果对比,验证了该方法求解柔性结构弹塑性瞬态响应的准确性和高效性。