剪刀式桥梁展桥机构铰点位置多目标优化设计

阐述一种新型剪刀式桥梁展桥机构的工作原理。针对方案样机在架设初始状态时展桥机构驱动油缸小腔受力过大、引起间断液压油溢流问题,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立展桥机构的运动学和静力学模型。根据展桥机构驱动油缸闭锁力与驱动力不同的特点,提出确定剪刀式桥梁展桥机构关键铰点位置的多目标优化计算方法。对剪刀式桥梁方案样机展桥机构的关键铰点位置进行优化设计,利用机械系统动力学分析ADAMS软件进一步验证了优化计算模型。研究结果表明：优化后展桥油缸的最大拉力降幅达59.5%,展桥油缸的受力分布趋于合理;所提出的展桥机构计算模型正确;优化方法具有收敛速度快、稳定性好等特点;展桥机构优化计算结果为方案样机改进提供了依据。     

空投装备气囊缓冲系统评价方法

以热力学理论和有限元法为基础,建立装备-气囊系统有限元模型,并利用试验数据对模型进行验证。对比结果表明,所建模型系统的精度较高,可以用在下一步的仿真分析工作中。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以进行大规模计算的问题,以着陆初速度、初始侧倾角、初始俯仰角、横向速度和地面坡度为变量,分别以最大冲击加速度、最大侧倾角、最大俯仰角以及气囊最大内压为响应,结合扩展拉丁超立方设计,采用径向基函数构建多工况响应代理模型。考虑空投装备在着陆过程中环境因素以及空投装备着陆姿态的影响,利用蒙特卡罗法结合代理模型对多工况下的空投装备着陆成功概率进行计算。通过计算得到着陆成功概率为95.84%,冲击加速度为其主要影响因素,气囊内压为次要因素。     

基于有限元分析的重型装备空投系统匹配和评估

针对采用实装试验研究空投装备着陆缓冲过程的方法难以得到有效结果的问题,采用非线性有限元分析方法,结合气体热力学理论,建立重型装备空投系统解析模型和非线性有限元模型,结合试验数据验证模型的有效性和精度.在分析重型装备空投着陆缓冲过程的响应特性基础上,采用拉丁超立方试验设计方法和移动最小二乘法构建响应面模型,结合环境条件的统计规律研究空投系统的匹配和评估方法.分析高海拔条件下空投过程中存在的问题,给出其发生机理并提出解决方案.     

自充气式气囊缓冲特性试验研究

自充气式缓冲气囊利用缓冲系统的自重实现气囊下落时的展开和充气,具有结构简单、使用方便和工作可靠等特点。分别对排气口常开和排气口粘结2种自充气式气囊进行室内投放试验,研究着陆初速度、载荷质量对气囊缓冲特性的影响,并研究排气口开合状态对排气口粘结气囊缓冲特性的影响。试验结果表明,气囊内最大压强与着陆初速度和载荷质量均呈正比关系,加速度峰值与着陆初速度呈正比,与载荷质量成反比,排气口粘结时气囊缓冲效果较好。     

回收用缓冲气囊关键技术研究进展

目的综述国内外回收用缓冲气囊关键技术的研究进展,为缓冲气囊在大型舱体回收中的应用与研究提供基础。方法通过对国内外研究现状和研究成果的分析和总结,介绍国内外在缓冲气囊的关键技术(气囊充气技术、排气孔爆破压力控制技术、排气孔面积控制技术和气囊增压技术)方面的研究进展,最后对气囊试验验证技术进行分析梳理。结论国内在回收用缓冲气囊关键技术上的研究,尤其是在大型舱体回收中的应用研究较少,还需要借鉴国外成功经验,进一步深入研究回收用缓冲气囊的关键技术,为缓冲气囊在重型装备和航天器回收中的应用提供支持。     

空降车缓冲气囊系统特性仿真及其参数优化方法研究

建立了空降车-气囊系统非线性有限元模型,并通过典型工况试验对模型进行了验证,空降车各测点的垂向冲击加速度的仿真结果与实测结果的高度一致性表明,文中所建立模型的精度能够满足工程分析的需要。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以通过迭代的方法进行优化的问题,研究采用建立等效响应模型方法进行缓冲气囊的参数优化,优化前后气囊缓冲特性的对比结果表明,气囊优化后空降车着陆冲击加速度最大值减小了19.81%,气囊的能量吸收能力提高了7.85%,气囊的缓冲性能有显著的提高。     

Environment Adaptability Evaluation for Buffering Airbag of Heavy Equipment During Airdrop Landing

Aimed at the difficulties in analyzing the buffer characteristics of airbag system by using thermodynamic or experimental method only,the finite element method was used to establish nonlinear models for heavy equipment and its airbag system.The models’ efficiency and correctness were validated by using on-site experiment data in vehicle airdrop landing.The simulation results agree very well with the experiment results.Then,the environment adaptability of airbag system of heavy equipment under high-altitude condition was studied by using the models.Finally,some solutions were given to solve the overturn problem in the landing.     

空投缓冲气囊有限元模型修正方法

为了提高空投缓冲气囊有限元模拟的准确性,需要对气囊有限元模型进行修正。建立了载荷-气囊系统有限元模型,通过模型参数对气囊缓冲特性的灵敏程度分析,选择气囊与地面之间的摩擦系数和气囊排气口流量系数作为待修正参数,建立了摩擦系数、流量系数与冲击响应的响应面模型,对该响应面模型采用遗传算法进行迭代修正,求解出待修正参数的最优解。通过修正前后仿真结果与试验结果的对比验证了模型修正的有效性。     

基于代理模型的空投装备气囊缓冲系统多目标优化

基于有限元法和控制体积法建立装备-气囊系统有限元模型,并采用试验数据对模型进行验证。复杂气囊系统着陆缓冲过程仿真计算资源消耗大,难以应用传统迭代方法进行参数优化。为克服这些问题,结合扩展拉丁超立方设计,以最大着陆冲击加速度和最大翻转角度为响应,采用径向基函数构建代理模型。在代理模型基础上,利用多目标遗传算法对主气囊高度、横向宽度及排气孔面积等气囊缓冲系统参数进行了多目标优化。优化结果表明:优化后最大冲击加速度减小了15.5%,最大翻转角度减小了70.3%,缓冲性能与横向稳定性均有所提高。