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。     

基于GTSP 问题的舰艇编队海上补给规划

摘要：为研究综合补给舰为舰艇编队实施伴随保障的物资补给过程,对舰艇编队海上补给规划问题进行研究。 阐述伴随保障方式下3 种常见补给策略,以巡回牧师策略为例,以最小补给时间为目标建立海上补给规划问题模型, 将该问题类比为广义旅行商问题(generalized travel salesman problem,GTSP)并运用启发式算法进行求解。以某舰艇 编队物资补给任务为算例进行计算,得出了该补给任务的最小补给时间及最优补给路径。结果表明：将海上补给规 划问题类比为GTSP 问题能有效实现问题求解,模型及算法能够为海上伴随补给保障提供决策支持。     

车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真

为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明：提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。     

折臂式随车起重机变幅机构运动特性仿真分析

针对现有文献对折臂式随车起重运输车的臂架动态特性研究较少的问题,建立随车起重运输车臂架系统的刚性模型和柔性模型。基于柔性多体动力学的理论将随车起重运输车的臂架模拟为柔性机械臂,分析了折臂式随车起重运输车变幅机构的动态性能。利用拉格朗日方程建立了随车起重运输车变幅机构的柔性多体动力学方程,在Matlab/Simulink中建立了相应的仿真模型,对随车起重运输车各臂架的运动情况进行了分析,并对其进行数值求解。仿真结果表明:柔性臂架的运动表现为整体刚性运动和弹性变形量之间的耦合,导致了在刚性运动中出现较高频率的扰动,从而影响吊装定位精度。     

图像制导半实物仿真系统设计中的关键技术

图像制导半实物仿真系统是为了满足各种图像制导系统的教学和科研需要而设计的柔性仿真系统.系统的柔性要求各仿真单元的功能参数范围能够覆盖现有装备和预研装备,系统结构和组织形式合理,接口关系明确,可以满足型号测试与验证等.系统设计的关键技术包括系统的基本结构、导弹航迹仿真、目标和环境特性的物理仿真、接口设计和系统对象封装技术等.结合具体设计实例论述了上述关键技术的设计实现.     

某弹协调臂刚柔耦合动力学仿真

为了评估某火炮自动装填系统中弹协调臂的性能,在分析某弹协调臂的工作原理的基础上,利用ProE建立了弹协调臂的三维模型,并在ANSyS中对模型中的弹协调臂本体部分完成网格划分和刚性区域的建立,生成弹协调臂本体部分的柔性体模态文件,在ADAMS中对柔性体施加转动约束以及液压缸驱动,对弹协调臂进行了刚柔耦合仿真,得到弹协调臂在摆动过程中的动力学特性以及动态的应力分布,给出了不满足强度要求的应力集中区域,为设计验证和后期改进提供了理论依据。     

机动导弹系统变拓扑多体系统动力学建模方法研究

基于柔性多体动力学理论，提出了机动导弹武器系统变拓扑结构多体系统动力学建模方法，将系统的约束分为基本约束和条件约束，建立了变拓扑结构柔性多体动力学模型，此项研究为机动导弹武器系统的设计与分析提供理论基础。     

火箭柔性发射系统动力学建模与数值仿真研究

把多体系统动力学的Ｋａｎｅ方法和有限元法应用于火箭柔性发射系统。针对工程实际，对建模与求解过程中的一些关键问题进行了探讨。建立了一个具有十一个刚性运动自由度、六阶定向器柔性模态自由度的发射系统物理模型。推导出该物理模型的发射动力学方程，并对常推力作用下系统的时域响应进行数值仿真。在此基础上，初步分析了定向器的弹性振动对火箭弹离轨时的初始扰动的影响。     

两种供应模式下备件协同订购策略优化研究

备件保障系统补充库存时,除实施常规补给外,还会采用紧急订购满足备件短缺需求,以减少装备故障停机时间。针对上述两种供应模式下多站点订购策略联合优化问题,建立了以复合备件满足率为约束、单位时间期望成本为目标函数的协同订购解析模型;基于拉格朗日因子和策略迭代方法,给出了一种启发式优化算法。为模拟备件保障过程,建立了相应蒙特卡罗仿真模型,并将解析模型优化结果与遗传算法优化的仿真模型进行了对比。结果分析表明,解析模型不仅能够提供近似最优解,而且具有良好的运算效率。     

导弹起竖系统的仿真研究

为了研究导弹起竖系统的动力学特性,将系统视为刚柔耦合的动力学系统。对系统进行等效抽象简化和受力分析,采用系统仿真软件联合仿真的方法,实现对起竖系统的刚柔耦合动力学仿真。利用仿真结果,对系统中柔性体的运动特性和力学特性进行分析。得到一些对工程设计和优化具有参考价值的结论。     

某榴弹发射器刚柔耦合动力学建模与仿真研究

以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS／Flex柔性模块,建立某自动榴弹发射器刚柔耦合的ADAMS模型。通过引入柔性架杆,对该发射器进行了刚柔耦合多体发射动力学仿真和分析,得到榴弹发射器的运动情况和一系列的动力特性曲线。通过与试验数据相比较,证明该方法科学合理,准确有效。     

面向实战训练的装备模拟训练系统

针对传统模拟训练系统存在的问题,设计一种由指挥模拟训练系统、通信模拟训练系统、特装车辆实景 驾驶模拟器、测试发射操作模拟系统等组成的装备模拟训练系统。通过复杂环境下的无线通信仿真模拟、3 维地理 信息高效采集与快速重建、特装车辆动力学仿真与运动控制、装备测试发射故障仿真训练等技术应用,解决部队复 杂场景通信仿真训练、复杂作战区域实景驾驶训练、装备操作与故障处置训练等需求。应用结果表明,该系统可显 著提升部队指挥人员、通信保障人员、作战人员的训练效率。     

连续突变系统动力学建模

在虚拟样机仿真分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)建模中,若某一构件的约束条件在运动过程中发生连续突变则难以建立与物理现象相符的系统模型。基于多体动力学对这一问题进行分析,针对同一约束在运动过程中发生连续突变现象提出了预定义约束的策略。实例仿真表明:预定义约束的策略能够模拟实际物理现象,实现系统的全局仿真并得到与试验相符的结果曲线。     

基于ADAMS的单兵手持式榴弹发射器动力学仿真

通过分析国内外榴弹发射器的研究现状和发展趋势,借鉴国外某型号小口径榴弹发射器,设计了一种发射25 mm ×40 mm小口径榴弹的单兵手持式高性能榴弹发射器。运用SolidWorks软件建立了其虚拟样机模型,采用经典内弹道学理论,通过VB软件编程计算获得了内弹道膛压及气室压力曲线,为后续仿真提供了载荷曲线。以多体系统动力学理论为基础,结合实际工作情况对所建立的三维实体模型进行简化和约束添加,通过动力学仿真分析,获得了枪机、枪机框和枪管在工作过程中的速度及位移曲线,验证了各机构的运动可靠性。     

基于虚拟样机技术的某舰炮自动机动力学仿真

为了解某舰炮设计时自动机的动力学响应,在对该舰炮自动机工作原理分析的基础上,利用动力学仿真软件ADAMS建立了该自动机的虚拟样机,在建模中弹簧为柔性体,其余所有构件都作为刚体来处理,构件间的接触和碰撞全部用施加实体-实体接触力来模拟.基于虚拟样机对自动机一个射击循环进行了动力学仿真,得到了各个构件的运动曲线,仿真计算得出的后坐位移和后坐速度-时间曲线与实测曲线比较接近,证明所建立的虚拟样机是可信的.     

某手枪自动机动力学仿真研究

利用某动力学仿真软件建立某手枪自动机三维实体虚拟样机，进行动力学仿真计算，得到了各运动构件运动特性曲线，并绘制了供弹路线、抛壳路径，证明利用虚拟样机技术进行枪械复杂机构的动力学分析计算方法可行，仿真结果比传统的作图法绘制的图形更真实直观。     

自行火炮多体发射动力学仿真研究

研究了柔性多体系统动力学参数化建模理论、数值求解方法及其在火炮发射动力学仿真中的应用,利用模态展开法描述了构件的弹性变形,以某履带式自行火炮为例实施了动力学仿真计算,并对结果进行了分析。     

绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构的运动学建模与碰撞干涉检测

针对海上多维波浪运动补偿,设计一种6自由度绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构。依据海上波浪运动特点分析波浪补偿装置的功能需求,结合封闭矢量环法构建该机构位姿逆解模型,计算出机构的速度雅可比矩阵,推导出驱动绳和中间刚性支链上的速度、加速度模型,并利用ADAMS仿真软件验证所建数学模型的正确性;建立整体机构静力学模型,采用力封闭算法计算柔性驱动绳和中间刚性支链上的张紧力分配大小,通过搭建的等比实验平台验证该算法的有效性;基于几何矢量法对机构内各部件之间进行碰撞干涉检测分析;通过数值仿真和实验验证分析,从理论和实验两方面验证该绳驱动刚柔混合式波浪补偿机构应用于海上多维波浪运动补偿的可行性,所得结果对进一步研究波浪补偿机构的张紧力算法优化和张力控制具有一定参考意义。     

基于模拟退火算法的岛礁补给路径规划

为了高效、准确地解决岛礁补给最优路径规划问题,基于模拟退火算法对该问题进行了研究.采用路径长度最短作为海岛补给路径规划的最优指标,利用模拟退火算法求解最短路径.并分别对蚁群算法和模拟退火算法路径规划进行仿真分析,仿真结果表明:在岛礁补给路径规划问题上,模拟退火算法不仅可以高效准确地解决岛礁最优路径规划问题,而且相对于蚁群算法具有能避免陷入局部最优,计算结果稳定且效率更高等优势.该方法不仅可以用于岛礁补给路径规划,还可以用于解决无人平台、飞行器等路径规划的问题.     

某外能源转管机枪机心组动力学仿真分析

利用基于多刚体系统动力学的ADAMS仿真分析软件，建立受力和运动都与实际样机基本一致的仿真模型。将所建立的某外能源转管机枪三维实体模型转换为Parasolid格式并导入ADAMS软件。根据加工零件时所用材料设定模型中各实体的材质，并将模型中相对静止的零部件连接成为一个整体，形成新的实体，从而进一步简化模型，最后根据机枪实际传动和受力关系，在模型中添加约束和力，设置相关参数，建立用于仿真分析的动力学模型。经过对比可知：仿真结果与射击试验实测值十分接近，证明仿真分析结果是可信的。根据分析结果对机头限位方式进行了改进，解决了样机存在的开锁故障问题。