旋转导弹喷气阻尼效应建模与分析

旋转导弹在主动段不仅受到气动力和气动力矩的作用,还受到质量特性变化和喷气的影响。为研究旋转导弹在主动段的运动特性,对其喷气阻尼效应进行了建模与分析。首先,将旋转导弹看作连续质点系,根据变质量力学的基本原理,建立了同时考虑气动力矩、喷气阻尼效应和变质量特性的旋转导弹动力学方程;然后,分别对喷气阻尼效应和非线性变质量特性作用下导弹自旋转速和锥形运动的特性进行了理论分析,推导了喷气阻尼效应和气动力矩共同作用下旋转速度的表达式,并分析了锥形运动的稳定性,得到了稳定的充要条件;最后,利用数值仿真对理论分析的结果进行了验证.理论分析和仿真结果表明:喷气阻尼效应和变质量特性会影响导弹的自旋转速和锥形运动特性;若要保持导弹转速不变,应使药柱半径略小于发动机喷口截面半径,而喷气阻尼效应增大了锥形运动的阻尼,有利于保持锥形运动的稳定;质量特性的非线性变化能使锥形运动更快收敛;喷气阻尼效应和变质量特性对旋转导弹运动特性的影响不可忽略,在设计和分析中应加以考虑.     

超空泡射弹尾拍振动特性分析

为了研究超空泡射弹的尾拍振动特性,利用刚一柔耦合动力学方法,得到弹体横向振动的基频和一阶模态;并通过模拟计算,分析了弹体横向振动基频和模态与弹体转速、长细比、材料特性的关系．计算结果表明：弹体频率和模态随转速而变化;弹体的长细比的增加和材料特性的改变,使频率和模态随转速的变化更加显著;当长细比较小或者角速度小于50ra...     

Wind Tunnel Experimental Investigation on the Aerodynamic Characteristics of the Multifin Rockets and Missiles

The transonic-supersonic wind tunnel experiment on the aerodynamics of the rockets and missiles that have four, six, eight flat or wrap-around fins is introduced. The experimental results show, while M∞〈2.0, with the increase of the fins＇number, the derivative of lift coefficient is increasing, the pressure center is shifting backwards, and the longitudinal static stability is augmenting. On the contrary, while the Mach number exceeds a certain supersonic value, the aerodynamic effectiveness of the eight-fin missiles would be lower than that of the six-fin missiles. For the low speed short-range missiles, by adopting six, eight or ten flat fins configuration, the lift effectiveness can be greatly increased, the pressure center can be shifted backwards, the static and dynamic stability can be obviously enhanced. For the high speed long-range large rockets and missiles launched from multi-tube launcher, the configuration adopting more than six fins can not be useful for increasing the stability but would make the rolling rate instable during the flight.     

转动弹性机械臂Bernoulli-Euler梁频率特性

以转动弹性机械臂Bernoulli-Euler梁分布参数动力学模型为基础,讨论了转速和纵向变形对转动弹性机械臂频率特性的影响,并对仿真结果进行了分析.     

一种小型压实机械的实验及仿真研究

为了提高自行式振动滚压夯实机(简称滚压夯)的行走速度和运行稳定性,对滚压夯的物理样机进行了大量的实验研究.用ADAMS和SolidWorks软件联合建立虚拟样机模型并进行了动力学仿真.通过对实验数据和仿真结果的分析,验证了用ADAMS进行机械系统的仿真的可行性.对虚拟样机进行了仿真和结构优化,得到了优化的结构参数,提高了滚压夯的行走速度和运行稳定性,给出了滚压夯工作的最佳频率和合理的工作频率范围及相应的行走速度.     

铝箔轧机电液压力控制系统的动态分析

在近代工业生产中,由于铝箔具有优良的综合性能,因而被广泛用于包装行业、电器产品、日用品,建筑材料及卷烟生产等各个方面。国内市场的需求量每年在1.5万吨以上,提高铝箔质量和生产效率已成为铝箔轧机的发展方向,液压伺服系统的应用从根本上解决了轧机高速、高精度和高效率的问题,使轧制后的铝箔厚度达到0.007mm,轧制速度高达1200m/min,液压轧制力达到4000kN,由电液伺服系统保证工作压力和辊缝恒定,轧机工作的稳定性一方面取决于制定正确的工艺流程,另一方面取决于电液伺服系统的动态性能。本文针对具体的铝箔轧机,建立了电液压力控制系统的数学模型和传递函数,并从理论与实践的结合上,分析了影响系统稳定工作的各个参数之间的关系,提出了保证系统稳定工作的方案和措施。     

基于流固热耦合的油气两相动压密封追随动态特性

为提升油气两相动压密封的运转稳定性和抗干扰能力,研究其密封补偿环的响应运动,揭示油气两相动压密封的追随动态特性, 考虑温度、变形对密封环和流体膜的综合作用,采用MATLAB软件建立密封环与流体膜的流固热耦合有限元分析模型. 计算流体膜的动态刚度和阻尼系数,求解油气两相动压密封的受迫振动模型,分析补偿环的响应运动. 讨论转速、压差、油气比、弹簧刚度和O形圈阻尼对密封补偿环响应运动角向振幅和轴向振幅的影响,分析密封的追随动态特性. 结果表明:提高转速和油气比有利于提高密封的追随动态特性;压差、弹簧刚度和O形圈阻尼的增大不利于密封补偿环的追随响应运动,其中弹簧刚度和O形圈阻尼增大前期,补偿环响应振幅变化不敏感,增大后期,补偿环响应振幅急剧降低. 研究结果为油气两相动压密封的补偿机构优化和动态性能研究提供理论支撑,并得到基于流固热耦合的油气两相动压密封追随动态特性求解方法.     

一种新的模糊控制多模型算法在目标跟踪中的应用

为解决传统的蛇形建模方法不能反映出反舰导弹典型运动特性的问题,引入动力学建模方法研究弹道问题,把导弹视为可控质点,建立了反舰导弹末端蛇形机动弹道模型.采用被动传感器进行跟踪,提出一种新的基于模糊控制的交互式多模型自适应无迹卡尔曼滤波算法,根据Sage-Husa噪声统计估值器的原理提出了状态误差协方差自适应算法,克服了传统噪声自适应算法在目标发生强机动时收敛速度慢的缺点,同时利用模糊控制方法实现了实时调整交互式多模型算法中的转换概率矩阵.仿真实表明:所建立的弹道模型对探测、识别和跟踪反舰导弹技术的研究有一定的参考价值;改进的跟踪算法能够快速调整模型概率,使得其估计误差的收敛速度比交互式多模型算法更快,鲁棒性更强,并且能够有效降低纯方位目标跟踪的误差,实现对反舰导弹末端蛇形弹道模型的稳定跟踪.     

战术导弹火控系统动态精度仿真试验方法研究

为了解决战术导弹火控系统动态精度试验普遍存在的试验周期长、所需测控设备造价高、试验消耗大等问题,本文从系统仿真的角度出发,提出了利用多功能目标模拟器模拟目标辐射特性和运动特性,用三自由度平台模拟载体的运动特性和姿态特性的战术导弹火控系统动态精度实物仿真试验方法,并详细介绍了系统的组成、工作原理及仿真试验结果分析方法。提出的仿真方法科学有效,数学模型正确,能大幅度地缩短试验周期、降低试验费用,对战术导弹火控系统精度试验有重要的参考价值。     

一种基于S-粗集的滚动工件调度

提出了一种基于S 粗集理论工件滚动调度策略 ,基于S 粗集理论的动态迁移特性和副集特性 ,研究了它在动态环境下滚动调度中的应用 .算例研究表明在有调度急加工工件、工件完成期改变和新加工工件到来等情况下 ,该方法是行之有效的 ,不仅能适应加工环境的动态变化 ,获得满意的调度结果 ,而且减少了调度问题求解的规模     

随机参数链式机械系统动力特性分析

对求解结构固有频率的传递矩阵进行扩阶,推导了链式机械系统振动分析的扩阶传递矩阵算式．利用扩阶的传递矩阵和系统的边界条件建立了求解系统固有频率的高次代数方程,并应用数值方法求解．建立了随机性结构参数的链式机械系统动力特性分析模型,利用Monte Carlo数值模拟方法获得系统的特征值随机变量的数字特征．两个算例验证了这种模型的合理性和求解方法的正确性,计算出随机参数机械系统固有频的率均值和方差,分析了结构参数的随机性对系统动力特性的影响．     

新型温室大棚除雪机的研究

为提高温室大棚除雪机的除雪效率,本文运用机械波形成和传递原理,设计了一种新型温室大棚除雪机。该除雪机整体由转动机构,传动机构,卷膜机构组成。转动动作由曲柄摇杆机构实现,传动动作由齿轮机构、链轮机构实现,卷膜动作由薄片圆盘实现,并用ProE软件对A点中心轴的动态特性进行仿真分析,仿真结果表明,随着曲柄转速的增加,A点的速度受到的影响较小,而加速度波动变大,致使系统不稳定,并产生冲击。因此,除雪机在满足性能要求的前提下,应尽量减小曲柄处电机的转速。该除雪机将简单的曲柄摇杆机构和微动可调机构有机整合到一体,能高效、快速、准确地清除大棚积雪,实现了复杂的除雪功能。     

近程防御武器系统可视化仿真研究

针对近程防御武器系统研发过程中的论证、分析、设计以及仿真等需求,研究实现了一套技战术相结合的数字化武器系统仿真平台,利用该平台支持近程防御系统论证、设计、研制、试验、测试等阶段的研发工作.应用虚拟现实技术和Vega Prime实现了近程防御武器系统打击目标过程的仿真,对炮弹和导弹弹道计算、武器操纵、实时碰撞检测技术做了深入研究.根据运动学和动力学原理优化了炮弹和导弹的飞行模型,提出了舰炮的机械运动模型,改进了适合武器仿真的高速物体碰撞检测技术,实现了近程防御武器系统作战仿真的全过程,验证了仿真平台的实用性,提高了仿真的真实性.     

船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型

船舶电力系统是一个非线性系统,为了对系统的过渡过程进行分析,文中建立了船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型,该模型准确地反映了转速和电压的相互作用和相互影响的关系,体现了船舶电力系统的变量耦合性质.对一个实际的船舶电站柴油发电机组控制系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加静负荷和起动大功率异步电动机时的动态特性曲线.计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电力系统转速和电压的变化规律.     

带辅助换流环节的串级调速系统的机械特性研究

本文以实验为基础,分析了带辅助换流环节的高功率因数串级调速系统的机械特性,并对系统的数学模型进行了计算机模拟求解,由实验及理论分析,证明了:高功率因数串级调速系统的机械特性与非调速状况时的自然特性基本一致.     

Thermoelastohydrodynamic behaviour of inclined-ellipse dimpled gas face seals

The thermoelastohydrodynamic performance of an inclined-ellipse dimpled gas face seal is analyzed. The pressure distributions of the gas film and temperature fields of the seal rings and gas film are presented considering thermal and elastic distortions.Then, the influences of texturing parameters, including dimple inclination angle and dimple depth, on sealing performance are investigated under different operating parameters such as rotational speeds and seal pressures. The results show that face distortions lead to a decrease in the hydrodynamic effect at high rotational speed. The analysis shows that the opening force can decrease by more than 50% as the rotational speed increases from 0 to 35000 r min~(-1). The influence of face distortion on the seal performance, such as opening force and leakage characteristic, gradually increases with the rotational speed.     

直升机悬停状态下的振动计算

为降低直升机的共振危害,需要一种对直升机在空中悬停时振动特性快速计算方法.旋翼在离心力作用下,固有频率受应力刚化效应影响发生变化,同时存在旋翼桨叶/桨叶和旋翼/机身的耦合影响,动力学分析十分复杂,另一方面为提高计算效率,运动方程的低阶次、程式化成为迫切的需求.多体系统传递矩阵法(Transfer matrix method for multibody systems, MSTMM)同时解决了这两个问题.为准确快速计算悬停直升机固有频率,本研究基于MSTMM建立一种柔性四片旋翼与直升机机身耦合的动力学模型,推导出系统的动力学拓扑模型、总传递方程和特征方程.重点推导了空间旋转梁和旋转轴的传递矩阵,最终快速计算得出悬停直升机系统固有频率.研究表明:空间旋转梁MSTMM计算结果和ANSYS Workbench仿真结果对比,误差不超过2%,旋转轴MSTMM计算结果与参考文献结果基本一致;机尾固定的约束条件下,计算出36.651 9 rad/s转速下旋翼/机身耦合系统的前13阶固有频率,与ANSYS Workbench仿真结果一致,改为悬停无约束条件,计算得出悬停直升机系统前8阶固有频率,计算速度相较仿真速度提升了7.1倍,为直升机动力学分析提供一种新思路.     

风电机组变桨鲁棒控制

针对风电机组输出转速稳定控制问题,提出了一种基于定量反馈理论的桨距角鲁棒控制策略.由于在随机变化风速作用下,非线性的风机模型中部分参数是变化的,提出了基于线性系统稳定性图形作为判据的定量反馈的变桨鲁棒控制器设计方法,以减弱风机模型不确定因素对输出转速的影响.结果表明,所提出的控制器对高风速区扰动风速作用下系统的输出稳定性能具有较好控制效果,并且对风电机组能量传动模型中参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

Rolling element bearing instantaneous rotational frequency estimation based on EMD soft-thresholding denoising and instantaneous fault characteristic frequency

The accurate estimation of the rolling element bearing instantaneous rotational frequency(IRF) is the key capability of the order tracking method based on time-frequency analysis. The rolling element bearing IRF can be accurately estimated according to the instantaneous fault characteristic frequency(IFCF). However, in an environment with a low signal-to-noise ratio(SNR), e.g., an incipient fault or function at a low speed, the signal contains strong background noise that seriously affects the effectiveness of the aforementioned method. An algorithm of signal preprocessing based on empirical mode decomposition(EMD) and wavelet shrinkage was proposed in this work. Compared with EMD denoising by the cross-correlation coefficient and kurtosis(CCK) criterion, the method of EMD soft-thresholding(ST) denoising can ensure the integrity of the signal, improve the SNR, and highlight fault features. The effectiveness of the algorithm for rolling element bearing IRF estimation by EMD ST denoising and the IFCF was validated by both simulated and experimental bearing vibration signals at a low SNR.     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承上的动力学

采用有限元法建立了由滚动轴承组成的具有固定间隙的备用轴承-电磁轴承-柔性转子系统在电磁轴承失效前后的动力学方程，分析了转子的初始坠落位置、转速、转子不平衡量以及备用轴承的支撑阻尼和刚度对转子在坠落过程中的瞬态动力特性的影响。结果表明，即便转子系统在工作时的振动很小，初始脱离位置对转子在坠落过程中的动力特性具有明显的影响；柔性备用轴承的采用，特别是具有较大阻尼的备用轴承，不仅可以减小电磁轴承失效后转子在坠落过程中的振动及碰撞力，而且能够抑制在长时间内具有较大振动和碰撞力的在全间隙范围内的反向回转运动；随着转子不平衡量、备用轴承的支撑刚度及转子转速的增大，在坠落过程中备用轴承所受到的碰撞力和转子在全间隙范围内出现回转运动的可能性增大。