火箭橇靴轨接触特性数值分析

为研究火箭橇靴轨接触特性,采用Eluer-Bernouli梁单元对火箭橇橇体进行离散,建立了考虑轨道不平顺度的靴轨非线性接触力模型,通过Newmark-β结合Newton-Raphson局部迭代求解包含靴轨非线性接触力的橇轨动力学方程,并通过试验验证了数值解的正确性,数值计算结果表明:在700 m/s速度下,靴轨接触力峰值为2.27×10~6 N,单次靴轨碰撞时间为0.35～0.45 ms;靴轨碰撞时间与火箭橇航向速度成正比,在700 m/s速度下,橇轨碰撞时间占总时长的26.0%;靴轨接触速度与航向速度平方成正比,若以2.54 m/s作为轨道可承受的最大接触速度,则该火箭橇航向速度上限为820 m/s。     

超声速双轨火箭橇系统两级减振与分析

针对刚性双轨火箭橇无法满足导弹控制装置在马赫数为2条件下的力学环境试验要求,分析了刚性双轨火箭橇的振动数据和特性,发现火箭橇振动响应与运行速度强相关,振动均方根随速度的增加呈非线性增加趋势,火箭橇刚度越大,振动响应越大,当速度为900 m/s时,刚性火箭橇振动响应均方根值达到120g,火箭橇试验中产生的振动表现为随机振动,频带范围覆盖了5～2 000 Hz,且低频振动十分剧烈。根据火箭橇的振动特性,将天然橡胶与滑靴一体化融合设计为减振滑靴,减小滑靴刚度,从而降低由靴轨冲击碰撞引起的振动,实现了火箭橇振源处的一级减振,在被试品与橇体接口处采用硅橡胶实现二级减振。通过动态特性响应仿真、振动台试验、橇轨耦合动力学计算和火箭橇试验进行了验证。研究结果表明:双轨火箭橇通过两级减振后,从振源和传递路径两方面将侧、竖向振动过载控制在了12g内,并实现了100～2 000 Hz内宽频域段减振,被试品侧、竖向减振效率分别达到52%和70%,能够为导引头类火箭橇试验提供验证技术支撑。     

减振滑靴非线性动态特性数值分析

针对以降低火箭橇系统在轨振动为目的设计的减振滑靴，对其动态特性进行了数值分析。通过平面压缩试验及经验公式确定了减振滑靴减振层天然橡胶的本构参数，进而由有限元模型获得其非线性刚度，据此建立了减振滑靴非线性动力学模型对其求解并进行了试验验证。数值计算结果表明，减振滑靴相较于传统滑靴有着较好减振能力，其减振效率随其载荷提高而提高，但由于引入橡胶使得其在大载荷及高过载条件下易出现“跳跃”现象。根据“跳跃”现象确定了减振滑靴工作边界，典型工况下在1 Ma(350 m/s)速度下每枚减振滑靴载荷应小于311 kg,在2 Ma(700 m/s)载荷则应低于181 kg。