某坦克炮连续射击温升对身管变形影响

针对连续射击过程中某105mm坦克炮在温度场作用下身管变形问题,以起落部分(含后坐)为研究对象,在ANSYS平台中建立了瞬态动力学有限元分析模型,进行了两种载荷工况条件下的动态响应特性对比分析,着重考察炮口高低方向位移响应情况,获得了连续射击过程中身管变形规律.研究结果表明:对于初始炮口角分别为0°和3′两种角度,在5连发、10连发和15连发射击结束的三个时刻,炮口高低位移均分别约为0.42mm,0.67mm和0.84mm;轴向位移均分别约为1.74mm,2.54mm和3.00mm;炮口端面高低方向转角均分别约为0.28′,0.45′和0.56′.随着5连发射击组数的增加,炮口高低方向、轴向的变形和端面高低方向转角随之增大,需要进行实时修正来保证射击精度.研究结果可为改善坦克炮身管制造工艺及提高射击精度提供理论参考依据.     

任意射角弹丸卡膛姿态测试原理及其应用

为了解决火炮任意射角弹丸卡膛姿态高精度、高可靠性测试关键技术,基于PSD激光成像测试原理,提出了弹丸卡膛姿态测试方法.以反映弹轴姿态角的激光器固定在弹头、探测器固连到炮口以接收弹头激光信号、并同时测试身管弯曲变形以修正测试结果.研制了弹丸卡膛姿态测试系统,实现了火炮任意射角弹丸卡膛姿态测试,完成了某火炮弹丸卡膛姿态规律实验研究.结果表明,所选火炮弹丸卡膛姿态规律表现为高低以低头输弹、左右基本呈现对称输弹、弹丸前定心部接触膛线后摆动约1周后卡膛,卡膛姿态角度最大值均小于5′.提出的测试方法和研制的测试系统通过了实际火炮工程应用验证,满足工程应用要求.     

混合膛线电解加工阴极结构和工艺参数优化

为了解决大口径炮管混合膛线电解加工时渐速段与等齐段膛线宽度不一致的问题,通过工艺试验对阴极工作齿齿形、工艺参数进行优化.选择不同的工作齿内收角,在不同的电压下,分别对渐速段采用渐变的进给速度,在等齐段取恒定的进给速度,每加工一次,对炮管的各段进行切片、测量,反复试验,已达到调整工艺参数的目的.结果表明,阴极工作齿的内收角为8°时,在渐速段阴极进给速度由19 mm/min变化到25 mm/min,在等齐段进给速度为25 mm/min,加工出的膛线各段槽型一致性较好,软件分析与工艺试验结果相符.     

考虑轴向力作用下车-桥耦合系统的动力学建模与分析

应用达朗贝尔原理和振型分解法,建立了在桥梁轴向力作用下车-桥系统的动力学方程,利用Newmark-β方法,对车桥耦合问题进行数值求解,比较分析了桥梁轴向力、车速等对系统动力学响应的影响。研究表明:桥梁的轴向预拉力可有效地抑制桥梁的横向振动、减小车辆动力响应幅值以及车桥     

弹丸连续挤进对不同坡膛结构受力的影响

针对火炮内弹道复杂的受力环境,为了研究弹丸挤进坡膛时的力学响应,在考虑粘塑性及韧性损伤耦合效应的弹带本构模型的基础上,建立弹炮耦合有限元模型.通过计算获得了坡膛的动态应变曲线及应力值,分析了多发弹丸连续挤进时的坡膛力学响应规律,以及不同坡膛结构对受力的影响,探讨了坡膛受力规律.研究结果表明:同一种坡膛结构下,弹丸连续挤进,由于材料硬化效应,坡膛膛线起始部位VonMises应力水平与应变增长较为缓慢;不同坡膛结构变化下,随着坡膛长度的增加,膛线起始部位应力与应变逐渐减小.     

炮管混合膛线的数控加工仿真

针对渐速混合膛线电解加工(Electroclaemical Machining,ECM)阴极设计难度大,研制周期长等问题,采用数控仿真设计阴极工作齿.根据给定的几何参数和弹道方程分别建立数学模型和几何模型,进行加工仿真.根据修正后的模型参数设计出电解加工阴极,加工出炮管膛线.实验表明:在电解加工过程中采用计算机辅助设计的方法设计炮管膛线阴极,可减少试验次数,缩短阴极工作齿的设计周期.     

高速铁路随机振动轨道动力响应的概率分析

视车辆、轨道为一个系统,利用弹性系统动力学总势能不变值原理和形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统的竖向振动方程,考虑轨道随机不平顺,得到列车5种运行速度下轨道的随机动力响应.列车每种速度下每次得到的轨道动力响应最大值视为随机变量的一次观察值.计算结果表明:列车每种速度下钢轨和轨道板的位移最大值、加速度最大值、车轮加速度最大值以及轮轨力最大值等随机变量均服从正态分布;随着列车运行速度增加,轮轨力最大值随机变量的均值和轨道动力响应最大值随机变量的均值亦增加.     

煤矿锚杆锚固结构系统横向振动特性研究

为了探寻锚杆轴向受力无损检测方法,基于结构振动理论,建立了锚杆锚固结构系统动力学模型,得到了锚杆横向振动频率的求解方程,进而根据围岩与托盘接触面的力学响应特征,推导了锚杆横向振动频率与其轴向受力的关系,结果表明:锚杆各阶横向振动频率均随着锚杆轴向受力的增大而提高,且其间的关系可以很好地用指数函数进行描述,围岩越"硬",相同轴力条件下锚杆横向固有频率越大.     

125mm杆式穿甲弹膛内发射和飞行时振动响应计算

杆式穿甲弹在膛内发射过程中受膛内火药气体压力及弹带挤进压力和加速度过载的作用.火药气体是高温,高压和瞬态作用,这将引起弹丸在瞬态响应条件下的振动.除了求解125mm尾翼稳定脱壳穿甲弹在膛内发射时的振动响应,还计算了穿甲弹在飞行时由于尾翼斜置角引起旋转产生的振动响应,这些计算结果对工程应用有一定参考价值.     

非接触密封失稳振动分析与结构优化

为了提高非接触密封系统的密封稳定性,针对浮动环系统的振动特性,提出基于预应力模态分析和振动测试试验相融合的固有频率漂移优化设计方案.从气膜刚度方程与浮动环系统的振动方程出发,建立气膜刚度稳定性与浮动环系统振动的理论关系式.依据密封设计要求,建立浮动环系统模态分析模型;搭建浮动环系统的振动特性测试平台,多次测试多级离散化操作参数下浮动环系统的轴向振动加速度响应.试验数据显示,当转速为7 000 r/min时,加速度响应出现峰值,与浮动环系统预应力模态分析下的轴向共振模态频率具有较高的吻合度;基于分析及试验结果,对非接触密封浮动环系统提出提高弹簧刚度的优化方案,并进行验证.优化结果表明,浮动环系统的加速度响应峰值得以消除,避免了非接触密封失稳;相对于未优化前,加速度响应幅值有效降低了12%,密封性能更加稳定.     

双行星排式混合动力传动系统非线性振动响应特性分析

针对一种双行星排混合动力传动系统,建立包含综合时变啮合刚度和啮合误差等内部激励以及不同动力源输出转矩和负载转矩等外部激励的纯轴向扭转非线性动力学模型。在此基础上,针对纯电动和混合动力驱动模式,采用四阶Runge-Kutta法研究系统在不同转矩激励下的非线性高频振动特性,获取不同动力源转矩分配对行星排各构件振动响应行为的影响。研究结果表明,在双电机联合驱动模式下,前行星排振动响应量大于后行星排,后行星排的振动响应波动范围大于前行星排,电机MG2应优先工作在转矩较大且较为恒定的工作区间;混合动力驱动模式下,前行星排受电机MG1影响较大,振动响应量及振动响应波动范围大于后行星排,电机MG1应保持在较为恒定的工作区间,电机MG2优先工作在较大的转矩区间。研究结果将为基于双行星排构型的功率分流式混合动力汽车系统动力学行为分析与转矩决策优化提供理论基础。     

X形圆钢管相贯节点的轴向滞回性能

为了研究X形圆钢管相贯节点在支管轴向荷载作用下的抗震性能,进行了节点在支管轴向往复荷载作用下的试验,分析了节点的延性和耗能模式,以及节点轴拉承载力和轴压承载力之间的差异.研究结果表明:节点的破坏模式为相贯线附近主管管壁塑性软化后开裂破坏;节点的轴力—局部变形滞回曲线饱满,表现出良好的变形能力和延性;节点主要通过相贯线附...     

多跨人行桥振动均方根加速度响应谱法

针对多跨柔性人行桥在人行走下的振动舒适度验算问题,提出了基于振动均方根加速度响应谱的计算方法.采用具有代表性的实测落足曲线根据Ellingwood方法构造激励函数,对不同跨度、跨度比、阻尼比的多跨人行桥进行了大量的时程分析,将加速度响应作FFT变换得到响应频谱,并按ISO总体频率计权方法,计算得到综合考虑了前3阶振型作用下不同情况的均方根加速度响应谱. 多跨结构响应谱具有相同的谱线形状,选取两跨响应谱作为参考响应谱,结合跨度阻尼修正系数,建立多跨结构响应谱分析方法.分析结果表明,采用不同的落足曲线,在计算结果上会有差异;当基频小于4 Hz时,结构的响应较为显著.该方法可直接用于多跨人行桥的振动舒适性评价     

电厂直接空冷系统风机桥强迫振动响应测试研究

为掌握直接空冷风机系统在不同运行工况下风机桥的振动加速度响应情况,以及加速度频谱特性,制作了空冷系统风机桥1∶1试验模型.对风机桥进行真实扰力加载,运用振动测试设备对风机桥各测点的加速度时程和加速度频谱进行了测定.经过分析得出加速度最大值,以及沿桥架的分布规律,并对加速度频谱进行了深入分析,确定出风机桥振动的主要频率成份.最后得出结论,以供工程设计参考.     

道面单向约束作用对飞机振动响应的影响

基于B737-800机型,建立道面单向约束的飞机六自由度模型,分别进行单个和随机不平整激励道面上飞机滑跑仿真计算. 结果表明：单个不平整激励输入下,机体振动响应与道面变形模式相关,不再随道面变形波长、幅值及飞机滑跑速度单调变化,与不考虑道面单向约束作用时有显著差异,且不同滑跑速度的敏感波段不相同. 在随机不平整激励输入下,机轮脱离道面时间随道面平整度劣化而增加. 当跑道国际平整指数为3 m/km时,飞机以超过70 m/s的速度滑跑,机轮可能脱离道面的滑跑距离占比超过1/4. 飞机振动响应主频变低、高频振动大幅衰减,振动能量向更低频集中. 在评价机场跑道平整度的2个指标中,机体质心竖向最大加速度相较于不考虑单向约束作用时有所增大,竖向加速度均方根因机轮脱离道面削弱负向加速度响应有所减小.     

随机人群运动荷载作用下大跨度连廊的振动响应

基于社会力模型,研究了随机人群运动荷载作用下大跨连廊结构的振动舒适度问题。通过结合交通学领域、生物力学领域对人群运动特性及人体运动参数的统计分析,对随机人群运动进行仿真,得到不同密度工况下,任意行人在任意时刻的步速、落点位置等参数,建立随机人群荷载模型,计算不同工况密度下结构的加速度峰值。研究表明,加速度峰值与行人步速关系很大,随着行人密度增大,行人速度减小,结构加速度响应则先增大后减小。根据得到的结构加速度峰值与行人密度关系曲线,可以找出出现结构振动舒适度问题的行人密度区间。     

大理西站支护边坡振动台试验及数值模拟

以云南省大理西站支护边坡工程为依托,开展边坡振动台试验和数值分析,得到双排抗滑桩的弯矩、锚杆轴力、坡面加速度响应规律及边坡的最终破坏情况. 试验表明：坡面加速度响应规律与测点相对位置有关,测点相对位置越高,加速度响应越明显;坡体裂缝影响岩土体动力特性,在裂缝出现后坡体加速度响应规律会发生显著变化;在地震下抗滑桩弯矩分布接近抛物线形状,弯矩的最大值靠近岩土分界线的下方,抗滑桩弯矩随输入地震波幅值增大成非线性增长;锚杆在4 m/s²地震峰值时刻的动轴向力大于静轴向力的3倍,地震作用是锚杆受力大小的决定因素;由于锚杆的作用,边坡的最终破坏面位于边坡2#的深部,此破裂面位置由边坡2#的中上部土体的滑移破坏与下部土体的越顶破坏组成.     

基于IMU弹道测量的扩展卡尔曼滤波参数估计算法

针对目前弹道修正技术中测试参数误差较大且实时性和安全性不能满足相应的精度需求的现状,采用扩展混合卡尔曼滤波器来估计弹丸3种状态参数,包括弹丸在空气中的相对速度、高度和轨迹角.建立了卡尔曼滤波系统状态模型和以轴向加速度为观测量的量测模型.对IMU的测量数据进行滤波和估计处理,得到误差较小且满足实时性和安全性要求的弹道修正信息.仿真结果表明:滤波器在模拟数据下进行调节和测试,相对速度的估计性能良好.     

双轴式惯性激振器运转噪音与振动特性关系研究

针对双轴式惯性激振器运转时总在一定激振频率下出现振动噪声的问题,对不同连结条件下偏心块-转轴系统的振动特性进行了动力学分析和探讨.运用理论分析和有限元仿真相结合的方法,对可能导致振动噪声的相关动力学问题做了研究,并通过仿真结果比较了刚、柔不同连结条件下偏心块-转轴系统前8阶固有频率及振型.利用LMS振动测试平台得到的,不同工作条件对应的加速度幅频曲线作为实验验证,总结得出双轴式惯性激振器出现振动噪声的主要原因是一定激振频率下因系统共振引发的偏心块绕轴抖动,且边界条件(支撑和约束)对合理构建仿真模型以及分析机械系统动态特性具有重要意义.     

机器人孔口倒角加工振动及抑制

在分析机器人倒角切削振动成因的基础上,提出机器人反向倒角切削振动抑制方法.首先通过构建机器人倒角切削力以及压脚压力作用下的系统动力学模型,对振动成因进行分析,发现在轴向力作用下机器人产生明显动态变形,在径向力与切向力作用下机器人则发生明显强迫振动;进而提出一种机器人反向倒角切削方法,以消除轴向力对机器人的作用,并通过压脚压力的合理选取抑制强迫振动的发生;最后通过机器人正反向倒角对比试验,验证了机器人反向倒角切削的可靠性.试验结果表明：机器人反向倒角切削表面粗糙度小于Ra1.6 μm,孔口宽度差最大为0.05 mm.