空间摆盘机转动对基座的冲击与隔离

从振动理论出发,抽象出了摆盘转动时发动机壳体对基座的冲击模型,分析并计算了摆盘转动时摆盘中心的运动情况,得到了摆盘转动对基座的冲击力。以冲击力幅值函数的2个峰值的平方和和一定带宽下的面积为目标函数,对隔振系统的阻尼比进行了优化计算,给出了优化后隔振系统的刚度系数及粘性阻尼系数。研究表明,在不改变摆盘中心运动的情况下,可通过对隔振系统阻尼参数的优化降低冲击力的峰值,从而更有利于控制发动机振动与降低噪声。     

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.     

爆炸载荷冲击下假人下肢的材料参数识别和修正方法

为提高假人在爆炸载荷冲击下的模拟精度,以高速垂向冲击下假人下肢材料本构参数校验寻优为目标,基于爆炸载荷冲击波作用于车身结构产生的结构响应特性,确定模拟爆炸载荷冲击台架的冲击速度。设置不同的冲击速度进行假人下肢冲击实验,获取下肢的冲击力-时间曲线。对下肢的重要材料参数进行实验设计并获取仿真下肢胫骨力峰值,以仿真数据与实验数据误差最小化为目标进行下肢材料参数寻优。通过台架实验与有限元数值仿真校验对材料参数进行优化,得到下肢各组件之间材料本构模型参数的最佳匹配。结果表明：假人下肢模型材料参数优化后的仿真结果与实验结果一致性较好,可为高速垂向冲击下假人下肢材料模型修正提供技术支持。     

Al-PTFE活性材料的冲击压力对冲击释能规律影响研究

将铝粉(Al)和聚四氟乙烯(PTFE)混合压制成型,经弹道枪发射获得速度,并撞击密闭容器内部,通过压力测量获取活性材料能量释放量,研究冲击量对活性材料的能量释放特性。用高速摄像观察活性材料的反应现象。结果表明:冲击力较小时Al-PTFE活性材料与动态冲击力呈正比关系,当冲击压力超过一定值时,即弹道枪发射速度在1 200 m/s以上时,Al-PTFE活性材料能量能够完全释放。     

柔性冲击下钢筋混凝土柱的动态响应

为给钢筋混凝土结构的抗冲击设计和性能评估提供理论参考,通过建立柔性冲击下钢筋混凝土柱精细化有限元模型,分析钢筋混凝土柱的冲击响应和损伤破坏模式.根据柱的破坏特征,提出一种构件冲击损伤评估方法,并探讨冲击体刚度、冲击质量、冲击速度和轴压比对冲击力、破坏模式和损伤机理的影响规律.结果表明:冲击体刚度会显著影响钢筋混凝土柱的动态响应;柔性冲击体在撞击过程中首先通过自身变形消耗部分初始动能,从而减小钢筋混凝土柱在局部响应阶段发生剪切破坏的概率;当冲击体刚度保持不变时,冲击速度对钢筋混凝土柱动态响应的影响比冲击质量显著;轴压比的增大在一定程度上可提高钢筋混凝土柱的抗冲击能力.     

气门落座特性的数值模拟研究

本文采用多质量模型对某些柴油机气门的落座速度、气门冲击力和气门落座反跳现象进行了探讨,分析了它们随结构参数、凸轮型线和凸轮转速的变化关系．结果表明,气门机构的结构参数、凸轮型线及凸轮转速之间存在匹配关系, 此关系对气门落座特性有很大影响, 设计时要仔细选择．     

气门落座特性的数值模拟研究

本采用多质量模型对某些柴油机气门的落座速度、气门冲击力和气门落座反跳现象进行了探讨，分析了它们随结构参数、凸轮型线和凸轮转速的变化关系。结果表明，气门机构的结构参数、凸轮型线及凸轮转速之间存在匹配关系，此关系对气门落座特性有很大影响，设计时要仔细选择。     

同心发射筒结构及参数研究

用数值模拟方法研究了同心简结构设计中几个问题内外筒间隙对燃气流排导的影响,导流锥对冲击力的影响、不同形状的底板对弹射力的影响.为找出合理间隙,数值计算了不同间隙时的简内流场,得出了针对实例的合理间隙值的范围;在降低冲击力方面,得出了加导流锥能降低冲击力的结论;在发射动力增值方面.研究了两种不同形状底板对发射动力增值的影响.为降低燃气温度,文中提出了均化燃气温度和以水为冷却剂对燃气进行冷却两种方法,第二种方法可从根本上降低了燃气的温度.     

火炮后坐试验装置冲击参数影响研究

炮口强冲击是一种技术可行的火炮动力后坐模拟试验方法。为保证该试验方法具有与实弹射击相似的后坐动态特性,通过建立力学模型及缓冲器的非线性模型,进而建立火炮后坐的运动方程;基于MATLAB软件,利用四阶龙格库塔法对运动方程进行了求解;分析了冲击质量、冲击速度、缓冲器的线性刚度、非线性刚度和阻尼对炮身后坐加速度的影响。该研究为火炮模拟试验装置的研制提供了理论依据。     

管后坐式自动机的后坐体质量优化计算方法

对于身管后坐式自动机,后坐体的质量是自动机能否可靠地自动循环运动的重要参数。针对该问题,通过对自动机运动循环和弹药参数进行分析,建立后坐运动微分方程和内弹道方程,运用Matlab编制后坐运动计算模块,对后坐体质量估算值进行了调整和优化,使其运动性能参数能够满足性能指标要求,同时也为管后坐式自动机的后坐体质量优化设计提供一种计算方法。     

冲击载荷作用下三维空间梁有限变形的运动方程

根据Lee的有限变形弹塑性连续体的最小加速度原理,建立了三维空间直梁在任意横向动力载荷作用下的运动方程,通过与本构方程和由Green应变定义的几何方程相匹配,从而可以描述梁的扭转变形和在两个互相正交平面的弯曲变形问题,因而可对横向冲击载荷作用下的梁进行三维动力分析,也可做为侧向弯扭屈曲分析和计算的基础。     

带有落角约束的间接Gauss伪谱最优制导律

针对带有落角约束的末制导问题,提出了一种基于极小值原理和Gauss伪谱法的最优制导律。以期望落角方向为坐标轴定义了落角坐标系,并在其中建立了线性化的导引运动关系方程。将控制系统简化为1阶惯性环节,利用极小值原理得到正则方程,然后引入Gauss伪谱法进行离散,将其转化为代数方程,结合边界条件,推导出最优制导律的解析表达式,无需任何积分过程,避免了求解黎卡提微分方程。仿真结果表明,所提出的算法运算量小,计算效率高,同时也能方便地求解出复杂加权矩阵下的最优制导律,能够在满足落角约束的条件下更快地收敛到落角参考线,并且具有更小的末端需用过载。     

基于Beam-based近场动力学模型的材料冲击响应研究

采用近场动力学方法研究材料冲击破坏动态行为,针对常规键基近场动力学模型对材料泊松比的限制,借鉴有限元Euler-Bernoulli梁单元模型,在键基近场动力学模型的基础上加入物质点间相对转动效应,建立了新型Beam-based近场动力学本构模型,推导了二维和三维条件下Beam-based近场动力学模型微弹性模量矩阵。为了验证新型模型在冲击动力学中的适用性,研究了不同泊松比矩形板的二维冲击响应,结果表明矩形板位移响应与有限元结果一致。建立了三维Kalthoff-Winkler冲击破坏模型,获得了裂纹扩展角度和发展过程,结果表明:该文模拟的裂纹扩展过程与实验结果符合较好,新型Beam-based近场动力学模型有效拓展了传统键基模型的应用范围,并为冲击动力学问题研究提供了一条新的途径。     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性试验分析

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器工作在高冲击、高速环境下,因此对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性及性能指标。通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合,基于Herschel-Burkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型,提出了冲击载荷下磁流变阻尼器的动态特性模型。并利用该数学模型对磁流变阻尼器在反后坐装置应用中的可控性进行了深入讨论。理论分析表明：在火炮反后坐装置应用中,利用磁流变阻尼器阻尼力可调特性,可以实现理想的后坐动态特性。     

基于线性弹道模型的末段修正弹落点预测

针对末段修正弹在弹道末段快速预测落点的问题,提出一种将六自由度刚体外弹道模型线性化的方法,得到线性弹道方程组并求其解析解,结合剩余飞行弧长估算公式,推导出弹道落点快速预测解析公式。以六自由度弹道为基准,通过仿真分析了不同射角不同预测点下线性弹道模型预测法的预测精度和解算时间,结果表明该方法对偏流方向的落点预测误差小于8 m,解算速度相比三自由度数值积分落点预测法提高了一个数量级。该方法为弹载计算机进行实时快速弹道解算提供理论依据,对末段修正弹的工程应用具有参考价值。     

带落角和时间约束的网络化导弹协同制导律

对网络化导弹的协同攻击问题进行了带命中落角约束和攻击时间约束的协同偏置比例导引律研究。对单枚导弹给出了带命中落角约束的偏置比例导引律,并推导出了对应的导弹剩余攻击时间的估算表达式。针对网络化导弹系统,根据各导弹的剩余攻击时间之差对偏置比例导引律中的比例系数进行调节,设计得到了同时满足命中落角和攻击时间约束的协同偏置比例导引律,进一步从理论上证明了该导引律能够使多枚导弹的攻击时间趋于一致。网络化导弹制导系统数学仿真实验结果表明,协同偏置比例导引律及剩余攻击时间估算方法是有效和正确的。     

超高速碰撞天然白云石板产生光谱辐射的实验研究

为了研究深空未知物质的元素组成,利用瞬态光谱测量系统和二级氢气炮加载系统,进行了球状铝弹丸超高速碰撞天然白云石板产生光谱辐射的实验研究,得到了多组碰撞角度相同,碰撞速度不同的元素光谱图;实验结果表明：碰撞光谱的元素组成与弹靶的物质成分基本一致;不同碰撞速度所产生的碰撞光谱及特征一致,但光谱辐射强度不同,碰撞速度越高,各元素的光谱辐射强度越强;瞬态光谱测量系统和二级氢气炮加载系统是测量超高速碰撞光谱的有效手段。     

撞击物形状和速度对高速撞击结果的影响

高速攻击部件和防护结构的设计都必须考虑撞击物的形状、速度和撞击方向等因素对高速碰撞结果的影响,而进行大量的试验研究较为困难,可以通过数值仿真方法为规律性研究提供必要的依据。基于LS-DYNA软件利用光滑质点动力学方法对球形弹丸高速撞击靶板进行了数值仿真,仿真结果与试验结果基本一致。在此基础上研究了撞击物的形状、撞击速度的大小和方向对高速碰撞结果的影响规律。不同形状的撞击物高速撞击靶板形成的碎片云、弹孔形状和大小均有较大差异,碎片云的颗粒大小、分散程度、弹孔的尺寸和形状随撞击速度和撞击方向的改变而改变。     

机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律

针对导弹带有攻击角约束的机动目标拦截问题,结合积分滑模和全局滑模控制方法的优点,设计了一种全新的导弹滑模制导律（SMGL）。在纵向平面内建立考虑攻击角约束的弹目相对运动方程。采用一种新的非线性饱和函数来构造积分滑模面中的积分项,提出了一种新型的非线性全局积分滑模控制方法,解决了传统积分滑模控制中系统暂态性能恶化的问题,降低了系统的稳态误差,保证导弹在有限时间内以更理想的攻击角命中目标,同时使导弹在整个拦截过程中具有很强的鲁棒性。采用动态面控制方法设计了考虑攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的导弹全局非线性积分SMGL,基于Lyapunov稳定性准则证明了闭环系统所有状态最终一致有界。与传统线性积分SMGL和偏置比例导引律进行仿真对比,仿真结果验证了全局非线性积分SMGL的有效性和优越性。