弹性变形对大长细比导弹纵向稳定性的影响

综合考虑飞行动力学和气动弹性力学的相互影响,基于结构弹性模态和刚体飞行模态,耦合求解非定常气动力和结构动力学模型,研究大长细比导弹受弹性变形影响时的纵向稳定性.研究发现,大长细比导弹的弹性特征明显,结构弹性变形和刚体运动之间的相互影响不容忽视,分析大长细比导弹稳定性时需要将结构弹性变形与刚体运动统一起来进行研究.考虑刚体俯仰模态后,导弹的稳定性发生显著变化,系统由稳定变为不稳定,在较低动压下系统失稳,主要表现为俯仰模态的静失稳发散.来流动压和结构刚度会影响大长细比导弹的纵向稳定性.     

随动推力作用下柔性自旋飞行器横向振动响应及失稳分析

针对柔性自旋飞行器动力学问题,考虑结构自身旋转作用,建立计入陀螺力矩及随动推力影响的运动方程,研究系统的动力学响应问题。将柔性自旋飞行器简化为非均匀转子结构,采用剪切变形对轴向位移有影响的Timoshenko梁模型,计入了陀螺力矩及随动推力的影响,基于有限元方法建立了运动方程,分析了质量偏心力作用下转速和推力对系统动力响应的影响以及结构失稳的情况。分析结果表明：随动推力的增加会减小系统的刚度和临界转速;激振频率等于系统临界转速频率时系统发生共振;推力达到或超过临界推力将导致系统失稳;转速的增加会降低系统的临界推力值;结构的非均匀性对系统的临界转速和临界推力造成很大影响。     

大长径比导弹两自由度H∞减振跟踪控制器设计

针对大长径比导弹弹体振动与控制系统耦合产生的气动伺服弹性问题,提出两自由度H∞减振跟踪控制算法.在导弹俯仰通道弹性振动和刚体运动耦合模型的基础上进行控制器设计,把传感器在线输出测量值和参考弹道目标值作为控制器的2个输入,把前两阶弹性模态、跟踪误差和控制量引入到目标函数中,将两自由度控制器的设计问题转化到标准H∞优化框架.仿真结果表明,该方法在实现姿态跟踪的同时,对弹体振动有明显的抑制作用.     

基于模态分析法的电磁轨道身管紧固仿真优化

为进一步提升电磁轨道发射器身管紧固的减振优化效果,采用模态分析法仿真确定紧固点的选取.在将电磁轨道发射器简化为伯努利-欧拉梁的基础上,进行振动响应分析和模态分析,通过建立发射器的有限元模型,模拟发射全过程,并依据临界速度时刻的系统刚度进行模态叠加,确定优化紧固位置并提出评估指标来评判优化效果.仿真实验表明,添加紧固能够...     

推力和阻力作用下柔性自旋飞行器稳定性分析

针对柔性自旋飞行器动力学问题,开展了在推力和阻力作用下动力稳定性研究。柔性自旋飞行器简化为非均匀、自由-自由的Timoshenko回转梁模型,基于转子动力学理论和有限元方法,考虑陀螺效应,在瞬态坐标系下建立了推力和阻力作用柔性自旋飞行器的横向振动方程。在平均轴系和瞬态坐标系下分别从自旋转速、推力和阻力3个方面,分析了自旋飞行器动力稳定性和横向振动响应效应。研究结果表明：在瞬态坐标系下,阻力能够提高自旋飞行器稳定性,自旋转速不改变失稳区域;与之相反,在平均轴系下,阻力能够降低自旋飞行器稳定性,使临界推力和临界转速减小;自旋转速能够增大失稳区域,使静态失稳变为动态失稳;转动惯量和剪切效应能降低系统稳定性,相比于转动惯量,剪切效应影响更大,特别是对2阶频率影响。     

防空导弹起落架结构振动特性仿真分析

为了研究导弹发射时起落架结构的振动特性问题,利用三维建模软件和有限元分析技术建立了防空导弹发射装置的刚柔耦合动力学模型,深入研究了起落架结构的振动响应和变形情况。通过模态分析和谐响应分析,获得了在燃气流冲击作用下起落架结构的振动频率、模态振型以及结构应力的频率响应曲线。经验证,仿真与试验数据相一致。研究结果表明:模型较好地反映了起落架结构的振动特性,为进一步研究发射装置振动,避免共振等不良现象的发生提供理论参考。     

轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响研究

大长细比飞行器的刚性模态和弹性模态极易发生耦合失稳现象。轴向载荷作用下其结构刚度特性会发生变化,进一步降低其稳定性。使用有限元方法分析了大长细比导弹在轴向载荷作用下的结构刚度特性。采用当地流活塞理论计算弹性体变形的气动力,耦合结构运动方程,基于模态坐标在状态空间内实现结构运动方程的特征值分析和时域求解,研究轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响。研究发现：大轴向过载作用下,大长细比导弹的刚性模态和弹性模态将出现耦合失稳,且随着轴向过载的增加,弹体的结构刚度特性下降,失稳速度降低。     

导弹飞行过程中动态载荷识别方法

导弹在飞行过程中的外部载荷会导致结构振动,从而引发燃烧不稳定。为了更好地理解燃烧不稳定性,预测外部载荷是很重要的。该文提出了一种基于神经网络的动态载荷识别方法。首先,设计并加工了导弹模型,进行有限元模态分析与模态试验,提取典型模态振动频率,验证了所使用有限元模型的合理性。该方法基于有限元模型开展仿真计算,神经网络由仿真结果中的足够样本数据训练,从而使神经网络能够识别典型载荷。搭建地面试验系统,开展地面激励实验获取相关数据,首先进行典型载荷识别,相对误差可达1.21%,验证了所训练神经网络的准确性和试验系统的可行性。随后对随机载荷进行识别,结果表明,用所提方法识别随机动载荷相对误差小于1.82%,该载荷识别方法具有良好的识别能力。对于导弹结构设计和发动机燃烧不稳定的预测具有重要意义。     

多维振动环境试验中的结构模态分析

将导弹和振动台简化为两个子系统,分别表示为非均匀梁和弹簧质量集中参数模型。利用子系统阻抗综合原理,建立反映导弹多维振动环境试验的分析模型。给出所能提炼出的特征参数:频响函数、传递率和响应互谱。选取模型的物理参数为战术导弹和振动台的典型值,模拟飞行工况进行数值分析。通过均匀梁的两点激振试验,表明基础激励模态估计的测量方便,同样适用于有限元模型的修改;基于频响函数分析的模态估计需要测量两个子系统的界面力,使试验的难度大大增加;工作模态的估计结果受激励点之间的相干影响较大。     

基于ANSYS的微谐振器模态分析

为研究微谐振器在MEMS引信中的振动现象,建立系统固有频率和振型的方程。通过有限元仿真软件ANSYS对微谐振器进行模态仿真分析,包括基于分块Lanczos法的模态分析、软件仿真、结构尺寸对固有频率影响等,得到微谐振器的谐振频率和等效质量等重要参数,以及不同的结构尺寸其的影响。