基于CST参数化的导弹三维几何建模方法

针对建模效率低、成本高的问题,本文在二维CST参数化方法的基础上,引入纵向轮廓描述函数,将原二维建模向三维建模扩展,建立能够准确描述导弹三维形状特征的解析函数。在此基础上,通过在VB环境中对CATIA进行二次开发,使其能够在CATIA中进行自动生成、修补和更新。几何模型可以被导出和保存,并作为多学科设计与分析的基础。结果表明,本文提出的三维CST建模技术可以满足复杂几何建模的要求,有效简化了导弹参数化过程。     

基于APDL的鱼雷壳体结构参数化建模

鱼雷壳体建模在鱼雷设计过程中是非常重要的一环。传统的鱼雷壳体建模方法仅利用CAD绘图软件通过GUI进行建模,一旦有个别参数改变,设计人员就必须重新建模,严重浪费了设计资源。该文提出了一种基于ANSYS参数化设计语言（APDL）的鱼雷壳体参数化建模方法,只需改变几个设计参数即可使计算机重新自动进行建模,既大量节省设计资源,又有利于后期的鱼雷壳体优化。     

无人机外形参数化建模及CATIA二次开发

文中研究了无人机外形参数化描述方法,应用VB程序进程外访问的方式对CATIA进行二次开发,将几何外形参数与无人机几何属性关联,当外形参数改变时,几何模型能自动更新,建立了无人机设计变量与几何模型的驱动关系,实现了概念设计阶段中无人机外形参数化建模,提高了建模效率。算例表明,文中建立的参数化模型能快速生成无人机几何外形。     

参数化的涡轮叶片特征零件建模

针对涡轮设计和优化的问题,提出了将涡轮叶片常见的几种叶型、榫头和橼板形式进行组合配对,建立参数化涡轮叶片零件和零件库。给出了基于特征建模技术的叶片参数化零件建模方法。该零件库在实际使用过程中,可以根据所需叶型类型、橼板和榫头结构形式选择相应的叶片零件,通过更改零件的尺寸参数,完成涡轮叶片的设计。该涡轮叶片设计方法可以极大提高设计人员的工作效率。     

参数建模方法及其在产品设计中的应用

介绍了参数化建模的原理,以及以ＣＡＴＩＡ为支撑软件,参数化建模在产品设计方面的应用。     

装药参数对整体式多爆炸成型弹丸成型的影响

为提高整体式多爆炸成型弹丸毁伤能力,采用LS-DYNA数值仿真软件模拟了装药参数对整体式多爆炸成型弹丸(MEFP)成型的影响。结果表明,装药间距主要对周边弹丸成型形态与发散角产生影响;随着装药间距的增加,整体式MEFP速度和中心弹丸长径比变化较小,周边弹丸则由长杆形逐渐向\"球形\"发展,周边弹丸拖尾逐渐减小,弹丸飞行稳定性增强,弹丸发散角也随着装药间距的增加逐渐减小。随着装药长径比的增加,中心弹丸速度和长径比都得到大幅提高,中心弹丸侵彻能力增强;周边弹丸外形则由\"球形\"逐渐向长杆形发展,周边弹丸拖尾逐渐增大,弹丸飞行稳定性减弱,弹丸发散角则随着装药长径比的增加呈现先增大后减小趋势,故可根据具体目标选择合适的长径比装药,以提高对目标的打击毁伤概率。     

基于Open CASCADE的导弹轻量化几何参数化建模

快速生成导弹的几何模型是开展导弹总体优化设计的关键技术之一。基于轻量化的导弹几何外形参数化描述方法,结合Open CASCADE,提出了一种不依赖于商业CAD软件的导弹参数化几何建模工具包。介绍了工具包的系统框架、核心技术途径以及与传统性能分析工具(以气动分析为例)的接口形式,并完成了原型工具包的开发。最后以类硫磺石导弹为例,验证了所研究方法与工具包在导弹总体概念设计阶段的建模快速性和模型通用性。     

基于Fluent二次开发的散热器芯部外形参数化建模

在散热器芯部外形优化设计过程中,针对Fluent前处理软件Gambit根据选取不同的试验点建立三维网格模型存在手动重复性操作的问题,利用VC＋＋6．0程序设计语言对Fluent进行了二次开发,实现了散热器芯部外形参数化建模,提高了开发的效率．     

基于CATIA的参数化机翼模型在CFD中的应用

CFD（计算流体力学）软件创建复杂外形时,需要大量的数据和录人,工作量大而繁琐,限制了CFD的应用。针对这个问题,基于Excel强大的数据处理能力和CATIA软件的三维建模功能,利用VB自编程序进行二次开发．以机翼的建模和数值模拟为例,提出一种CFD快速建模方法。研究结果表明这种方法效果很好,可以在飞行器设计过程中节省40％的气动计算时间。     

药型罩曲率半径对爆炸成型弹丸参数的影响

采用显式有限元程序对爆炸成型弹丸的形成过程进行了数值模拟,模拟的弹丸形状与高速摄影记录的结果非常相似,本文主要分析了EFP装药结构中药型罩曲率半径这一因素对所形成的弹丸参数的影响。结果显示,药型罩曲率半径对爆炸成型弹丸的外形,弹径和弹丸长度有着明显的影响。数值模拟技术可以指导爆炸成型弹丸战斗部的设计和分析,有助于研究EFP形成过程的研究,对进一步展开聚能装药的理论研究也具有一定的指导作用。     

大型通道中粉尘爆炸的数值模拟

将火焰阵面视作无限薄的内边界,流场被分为两部分。根据火焰阵面的守恒方程,火焰两侧的特征线方程以及湍流燃烧公式可求出火焰两侧的参数。再根据管道两端的边界条件,利用 Rubin-Lax-Wendroff 格式进而求得不同时刻管内流场的结构。本文凭此对大型通道中的粉尘爆炸进行了数值模拟和讨论。     

基于ADAMS的某发动机动态仿真

利用虚拟样机技术研究了某斜盘发动机的动力学特性．利用ADAMS软件建立了某斜盘发动机的参数化动力学分析模型,通过建立菜单和对话框采实现快速修改．对影响发动机性能的几个关键参数进行了参数化仿真分析,如斜盘分布圆半径、斜盘倾角以及导槽形式．结果表明,随斜盘倾角的增大,机构的输出转速也增大;直导槽形式的结构比“8”字导槽形式的结构运行更加平稳．与试验结果的对比结果说明了仿真模型的正确性、仿真结果的有效性以及利用虚拟样机技术研究发动机动力学性能的可行性．     

管道中瓦斯爆炸特性的数值模拟

应用计算流体动力学软件AutoreaGas定量研究了管道中瓦斯爆炸特性。分析了不同初始压力、初始温度、障碍物形状、尺寸及空间位置等条件对管道中瓦斯爆炸超压及火焰速度的影响。研究结果表明:初始温度和初始压力对爆炸峰值超压有一定影响,初始压力越高超压越大,而初始温度越高超压越小,并且变化呈近似线性关系;火焰速度变化不大;障碍物对爆炸过程有显著影响,障碍物在管道中间比在两侧影响大,平板障碍物比长方体和圆柱体障碍物影响大,长障碍物比短障碍物影响要大。     

机库内爆炸效应的数值模拟研究

利用自编程序MMIC3D建立了机库的三维数值模型,采用三维Youngs界面技术对战斗部侵彻机库后发生爆炸情况下的流场分布进行了三维数值模拟。采用后处理软件Visc3D分析了冲击波在机库内的分布情况,在与实验结果对比的基础上,给出了不同关键点的压力曲线和一些规律性的仿真结果,并且通过计算结果的动画处理,清晰地看到战斗部在机库内部爆炸后所形成冲击波的传播规律。这些结果与规律基本符合物理现象和理论分析,对爆炸场近、远场的物理过程及其效应有了深刻的认识和理解,这对于如何高效毁伤机库内的飞机、人员以及相关设施具有重要的参考价值。     

容器内填沙爆炸实验的数值模拟

为了研究沙介质衰减爆炸冲击性能,在圆柱形爆炸容器内进行填沙爆炸加载实验。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对实验过程进行数值模拟;分别采用三维流固耦合算法和二维自适应算法对容器结构动态响应进行分析。模拟得到容器外壁面正对爆心部位的环向应变在大装药量时与实验结果吻合较好。通过数值模拟,获取了容器内部壁面反射超压载荷和沙中成腔尺寸等信息。     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明,该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。     

流动状态下铝粉爆炸过程的数值模拟

基于计算流体力学理论,模拟了铝粉在20L圆柱密闭容器内扩散和火焰传播随时间变化的规律,并分析了铝粉在密闭容器内的爆炸火焰速度变化的影响因素。结果表明:铝粉粒径为7~42μm时,随着粒径的增加,最大爆炸压力pmax和最大爆炸压力上升速率(dp/dt)max逐渐减小,pmax和(dp/dt)max最大值分别为0.876 MPa和120.1 MPa·s-1,最小值分别为0.634 MPa和19.5 MPa·s-1,模拟结果与文献吻合,pmax和(dp/dt)max与实验值最大误差分别为4.6%不超过20%。当点火延迟时间为60 ms时,容器的径向火焰传播速度的变化趋势为先降后升再降,最大值为150.9 cm·s-1,最小值为70 cm·s-1。     

基于ALE算法的爆破战斗部爆炸效应数值模拟研究

采用Arib itrary Lagrange-Eu ler(ALE)算法对爆破战斗部在空气中的爆炸效应进行了数值模拟研究。在建模过程中,炸药采用ALE单元,壳体采用Lagrange单元,空气采用Eu ler单元,同时建立炸药产物在其中流动的ALE初始空间网格,炸药和初始空间网格之间采用共用节点连接,炸药、壳体与空气网格之间定义耦合。计算得到了爆炸产物的飞散特性、压力场的分布规律和距爆心不同距离处的爆炸超压值。进行了地面试验验证,通过对比分析表明,模拟结果与试验结果之间的相对误差小于10%。     

截锥型战斗部斜穿靶数值模拟研究

利用动力有限元程序LS-DYNA对截锥型战斗部的斜穿靶过程进行了数值模拟,分析了穿靶速度、角度、材料性能以及导弹前舱段对战斗部斜穿靶性能的影响。由此提出,可以从增加战斗部材料的强度、韧性和改善战斗部过靶时的姿态等方面来提高截锥型战斗部的穿靶性能,同时还指出设计中应考虑导弹前舱段给战斗部穿靶带来的有利影响。     

低密度材料射流形成过程的数值模拟

为研究在炸药爆轰作用下低密度材料形成射流的过程,采用AUTODYN有限差分软件,对低密度材料尼龙和特氟龙药型罩的成型特性做对比,得出在相同的时间下,形成射流的长度尼龙大于特氟龙,但特氟龙药型罩形成的射流一致性较好;并与广泛使用的高密度铜药型罩的成型对比,对不同时刻射流的形态及速度进行分析,得出低密度材料形成的射流有能量低、稳定性好、射流长径比较大的性质,所以对爆炸反应装甲穿而不爆有显著优势。