储运发射箱空投安全性研究

为了研究多联装储运发射箱空投安全性,建立了装备着陆冲击有限元模型,借助显式非线性动态方法,进行冲击动力学分析,获得了发射箱在正常和极限两种工况下的响应特性.根据安全性指标,对箱架和不同位置定向管的应力,以及火箭弹垂直冲击加速度和轴向力等进行讨论.结果表明,发射箱在采取缓冲减振措施下,空投安全性能够得到保证,方案可行.研究成果能够为发射箱结构设计及改进、空投缓冲包装和高成本的空投/跌落试验提供依据和指导.     

装甲车辆用立式弹药舱的设计与动力学分析

为分析输送链条的动力学特性和弹药的稳定性,将所有链节及弹架两侧双排滚子简化为弹簧阻尼单元,采用多体系统动力学和运动弹性动力学理论,建立输送链条的完整动力学模型和弹药的稳定性模型。借助Matlab软件,对输送链条的整体动力学模型进行数值仿真,并求解弹药的稳定性模型。通过数值仿真结果可知：在不同驱动功率下输送链条的速度、加速度均窄幅波动;轨迹线的形状特征决定了弹药离心力的动力学响应和突变特性,离心力的突变特性对弹药运动法线方向稳定性具有较大的影响,而弹药在运动切线方向上的稳定性主要受自身惯性和输送链条的动力学参数影响。根据弹药上部的摆动位移响应可知,弹药在运动法线方向和切线方向具有较好的动态稳定性。采用试验测量方法,得到输送链条的切线方向加速度与弹架的法线方向加速度值,测量数据与仿真结果较为吻合。     

小口径智能弹药发射高过载环境下弹载模块电路应力分析

针对小口径智能弹药发射时弹载元器件极容易发生损坏失效的问题,对其高过载环境下弹载模块电路应 力进行分析。设计弹药弹载电路模块的防护结构,采用HYPERMESH 与ABASQUS 软件建立弹丸和刚体滑膛身管的 有限元模型,得到弹载电路的应力分布,计算不同防护外壳厚度下弹载电路模块的应力响应,并对聚氨基甲酸乙酯、 丙烯酸、硅酮和环氧树脂等灌封材料进行有限元数值仿真。该分析可为后续弹丸弹载模块的设计提供参考。     

弹药协调器等效模型主要参数辨识方法

为在弹药协调器故障诊断研究中建立精确的动力学模型,对其等效模型主要参数辨识方法进行研究。建 立弹药协调器等效模型的数学模型,给出时间序列相似度计算方法,使用粒子群算法对模型中的主要参数进行辨识。 结果显示：粒子群算法在弹药协调器等效模型的主要参数辨识中精度达到1.1%和1.4%,可为弹药协调器的动力学建 模提供关键参数。     

压药工艺参数对成型药柱质量的影响研究

为解决弹药压装法技术中关键工艺参数的选择与控制问题,对影响药粒压制成型质量的因素进行研究.以PBX炸药为例,采用试验和仿真相结合的方法,结合炸药的特性,将PBX炸药粉末简化成有限个包覆有粘结剂的HMX球形颗粒,建立炸药体系的3维细观模型,对压药过程进行有限元仿真模拟,得出压力和保压时间对药柱质量产生影响的规律.结果表明:该研究可为弹药装药的研制与生产提供参考,具有一定的实用价值.     

空降车辆着陆缓冲过程动态建模仿真

针对空降车辆空投试验费用高、周期长、风险大的现实问题,在某空降车辆方案设计阶段,建立车辆和缓冲气囊仿真计算模型。采用有限元分析法分别建立车辆模型、气囊模型、车辆与气囊刚柔耦合模型,对空投正常工况和极限工况下的着陆缓冲过程进行仿真计算,得出车辆着陆过程自由落体、气囊缓冲和气囊反弹阶段车辆姿态变化情况,车体底甲板、顶甲板和炮塔部位冲击加速度特性以及2种工况下车体结构最大应力部位和最大值。研究发现：在正常工况下,车体顶部甲板冲击加速度最大,平均峰值达11.31 g,最大应力均满足设计要求;在极限工况下,动力装置支撑处出现最大峰值冲击载荷,最大应力超出设计许用值,需要进行局部结构改进设计。研究结果表明,所提模型可为车辆结构优化设计提供量化载荷边界条件,为着陆缓冲过程试验测试方案提供计算数据,同时可为车辆和气囊优化匹配、试验、改进等提供理论依据。     

基于小波变换的某火炮炮口振动分析

针对弹丸发射时瞬间产生的振动严重影响火炮的射击精度的问题,提出利用小波变换的方法对舰炮非线性有限元模型的动力学响应进行时频分析研究。利用非线性有限元理论,建立了舰炮的非线性有限元动力学模型,并进行了动力学计算,得到了发射过程中炮口振动的时域历程;采用连续小波变换对炮口加速度响应进行了分析,得到了其频域信息。分析结果证明:该方法弥补了传统傅里叶变换方法的不足,可为火炮的改进和优化提供依据。     

舰载发射箱在水下爆炸载荷下的瞬态响应分析

在充分考虑某舰载发射箱的较大长细比结构特征和冲击载荷的短历时特征的基础上,用显式动力学建立了发射箱（包含导弹）的有限元仿真模型。采用大质量法将结构的基础加速度激励转换成了等效的节点力激励,实现了基础激励的模拟,最后利用ANSYS／LS-DYNA进行了轴向冲击载荷下的动态响应分析。结果表明,发射箱的柔性结构特征使得不同位置的输出响应差距明显,响应曲线具有明显的震荡特征,分析结果为舰载发射装置的结构设计提供了理论依据。     

大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析

以大口径身管火炮发射减旋滑动弹带制导弹药时弹丸-身管耦合系统为研究对象,基于弹塑性有限元理论,建立某大口径火炮线膛身管与制导炮弹耦合动力学有限元模型。数值计算了渐速膛线、等齐膛线、混合膛线（渐速膛线+等齐膛线）3种不同膛线形式和深、浅两种膛线深度条件下,制导炮弹在挤进阶段和膛内运动过程中的弹炮应力、挤进阻力以及弹炮动力学响应,获得了大口径火炮膛线结构对滑动弹带制导弹丸膛内运动的影响关系,为弹炮一体化设计提供了理论参考。     

某外能源自动机迟发火故障损伤分析

为分析迟发火故障对于外能源自动机造成的危害,建立该自动机闭锁击发时的3 维模型。针对不同开闩 时机,基于接触有限元理论建立某自动机炮闩机构的非线性结构动力学模型,采用显式时间积分方法仿真模拟击发 过程,分析自动机迟发火状态下主要部件的应力和失效情况,获得膛压作用下危险截面的应力变化和弹壳破坏情况。 研究结果表明：闭锁齿齿根处与接触面发生破坏,弹壳底部发生断裂,不同延迟时间下自动机损伤程度不同,迟发 火故障损伤分析与试验结果一致,可为迟发火保险机构设计提供依据。     

火炮补弹机构锁紧装置的研究与分析

以某型火炮补弹机构为研究对象,基于火炮补弹机构锁紧装置本身的特点和承载特性,在力学分析基础上利用有限元法,对火炮补弹机构锁紧过程中该装置的动态响应进行了仿真计算和数值模拟,使用ADAMS软件进行动力学仿真,并使用ABAQUS有限元软件进行静力学和模态分析.结果表明:该装置能够缩短补弹时间、提高补弹效率、降低补弹强度,实现快速补弹,满足锁紧机构性能的要求.     

某火炮取弹装置故障仿真分析

某火炮发射平台采用取弹装置完成取弹送弹任务,为了分析送弹过程的动态特性以提高自动装填的速度和稳定性,为之后的取弹装置的研发以及质量维护提供故障定位参考,对该取弹装置进行了故障仿真研究。基于供弹系统组成分析和参数耦合关系,建立取弹装置的三维模型,并采用动力学仿真软件和控制仿真软件建立取弹装置的联合仿真系统模型。将仿真结果与实际取弹装置送弹过程的实测数据进行对比分析,验证了建立的联合仿真模型能够准确描述送弹过程的系统特性。对取弹装置进行故障分析方面,采用故障注入方法修改驱动齿轮和轴承的尺寸,建立驱动齿轮的磨损故障和轴承的疲劳剥落故障,以此为基础分别对取弹装置进行故障仿真,得到驱动齿轮不同程度磨损故障以及轴承疲劳剥落故障时取弹装置的动态特性,并与正常状态下取弹装置动态特性曲线图进行对比,证明该模型可以为取弹装置调试过程的故障定位提供参考。     

计及动态冲击挤进过程的埋头式弹药内弹道特性

为能够精确预测埋头式弹药的内弹道特性,了解埋头式弹丸动态冲击挤进过程中尼龙弹带的变形形态、失效模式及刻槽形成机理。利用LS-DYNA软件,建立计及挤进系统复杂结构和埋头式弹丸动态冲击特性的三维有限元模型,并进行模拟仿真。结合埋头式弹药两级点火和火药程序燃烧的新原理,进一步建立埋头式弹丸挤进过程初始内弹道与挤进完成后内弹道的一体化模型,并对比数值计算与试验测试结果。对比结果表明：弹带材料直接受膛线作用发生断裂失效模式主要以剪切失效为主,挤进过程分为初期依靠初始速度减速挤进与后期火药燃气推动加速挤进阶段,两阶段弹带材料受膛线挤压均产生大变形,相应的挤进阻力也较大,最终通过拟合得到了弹丸动态冲击挤进阻力表达式,并与内弹道方程耦合建立了埋头式弹丸内弹道一体化精确模型,该模型计算结果与试验吻合较好,验证了其准确性,为今后这种新型弹药的装药结构设计提供了有益的参考。     

某两自由度弹药传输机械臂拓扑优化设计

为了对两自由度弹药传输机械臂进行轻量化,并保证轻量化的机械臂仍能满足动静态性能要求,采用拓 扑优化的方法进行优化设计。在RecurDyn 中建立弹药传输机械臂的动力学模型,在Matlab/Simulink 中建立弹药传 输机械臂的联合仿真系统,采用PID 方法对弹药传输机械臂进行位置控制,通过OptiStruct 软件平台建立其左臂和 右臂有限元模型,采用变密度方法的拓扑优化技术对机械臂的左右两臂进行减重。结果表明：该设计是合理的,左 右两臂质量比原模型质量降低36.6%,优化后的模型满足刚强度性能要求。     

某火炮弹协调器液压系统的故障仿真

介绍了某火炮弹协调器的工作原理,运用ADAMS软件创建了弹协调器的多体动力学模型,运用AMEsim软件建立了弹协调器液压仿真模型,通过软件间接口建立了co-simulation模型.以ADAMS为主控制软件,对系统的动态工作过程进行联合仿真.设置液压泵内泄漏、减压阀堵塞、液压缸内泄漏等典型故障,并以此为基础进行仿真,得...     

基于 ANSYS Workbench 的某通信发射塔模态及地震响应谱分析

以某通信发射塔主体为分析对象,通过 Solidworks 建立三维实体模型,导入有限元分析软件 ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了通信塔前10阶非零模态频率。进行了模拟地震作用下的位移响应谱分析,得到等效应力和方向位移云图。结果表明：通信塔的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性。在地震激励下,发射塔满足抗震强度要求。相关研究对该通信塔的结构优化提供了可靠的理论依据。     

无控子弹侵彻机场跑道数值仿真

为准确评估无控子弹对机场跑道的毁伤效能,在建立机场跑道和子弹有限元模型的基础上,运用动力学仿真软件ANSYS/LS-DYNA分别对子弹正侵彻、斜侵彻和带攻角侵彻机场跑道三种情况进行了数值计算,并将不同侵彻类型的毁伤效能进行了对比,仿真结果对提高无控子弹对机场跑道的毁伤效果具有一定的指导意义。     

基于LS-DYNA的保险杠耐撞性虚拟试验研究

为提高某轿车保险杠的耐撞性,根据GB17354-1998标准,在LS-DYNA软件中建立虚拟碰撞试验的有限元模型,对不同车体边界条件、材料屈服强度和地面摩擦系数下的主梁和吸能盒变形以及系统内能进行了对比分析,探讨了这些参数对保险杠耐撞性的影响.研究表明:依据实际试验情况,车体边界条件应设为不固定;合理组合主梁和吸能盒的屈服强度可提高保险杠耐撞性;地面摩擦系数增大,保险杠吸能量增加.     

卡车平台嵌入式迫击炮座钣结构优化设计

为提高传统迫击炮的战略机动性和战场多样性,将传统迫击炮座钣与卡车底盘结合,设计一种新的卡车平台嵌入式迫击炮座钣。相比于车载迫击炮,嵌入式迫击炮座钣结构简单,造价低廉,不影响卡车正常载物功能的同时,可实现快速车上发射与地面发射的转换。座钣位于卡车新增横梁上,新增横梁下方与支撑装置连接。采用模块化、参数化的有限元建模方法,建立嵌入式迫击炮座钣和卡车底盘的有限元模型。仿真分析发射载荷作用下不同射向射角时座钣与车架的动态特性,验证设计方案的可行性。为进一步提升轻量化与勤务机动性水平,采用OptiStruct软件对座钣进行拓扑优化。结果表明,优化后的座钣变形量基本不变,重量下降30.2%,应力分布更加均匀,并且各个工况下的最大应力均大幅减少,最大降幅为41.2%。