基于概率-椭球混合模型的缓冲气囊防护特性可靠性分析方法

针对多重不确定性因素对缓冲气囊防护特性的影响,提出一种基于概率-椭球混合模型的缓冲气囊防护特性可靠性分析方法。首先,利用概率模型和椭球凸集模型对装备空降过程中的不确定性因素进行描述,并建立缓冲气囊防护特性可靠性分析模型;然后,利用Karush-Kuhn-Tucker最优化条件将可靠性指标求解时面临的双层嵌套优化问题转化成单层优化问题,实现循环嵌套优化问题的解耦,从而提高可靠性指标的求解效率;最后,利用隔代映射遗传算法对气囊防护可靠性指标进行求解,并通过开展装备落地碰撞试验对缓冲气囊的防护特性进行验证。结果表明,该方法能有效对缓冲气囊的防护特性进行可靠性评估,并确保空降装备的安全性,在装备空降技术领域具有一定的实际工程意义。     

安全气囊织物材料的力学性能仿真研究

通过有限元分析软件LS-DYNA对气囊织物材料的拉伸和剪切力学性能进行分析研究,建立了安全气囊织物的有限元模型,对其力学性能进行了仿真分析,为气囊和汽车约束系统分析提供了可靠的气囊织物材料模型.随后通过相应的实验进行了比较分析,进一步验证了采用有限元对安全气囊织物材料进行力学分析的有效性和合理性.     

冲压式快速空投缓冲气囊着陆过程仿真研究

通过三维软件对冲压式快速空投缓冲气囊建立模型,再导入有限元分析软件ANSYS对气囊着陆缓冲过程进行动态仿真分析,得到气囊的应力、应变动态参数。根据应力、应变最大值和出现的区域,为设计制作气囊提供参考。     

全向式多室连通火星着陆缓冲气囊的多目标优化设计

针对基于地面模拟试验传统设计方法难以对全向式多室连通气囊进行优化设计的问题,采用基于有限元仿真、试验及多目标优化相结合的方法对该气囊系统进行了优化设计。在优化设计过程中,建立了可以分析全向式多室连通气囊(包裹了着陆探测器)的火星着陆缓冲过程的有限元模型,并进行了部分冲击试验,验证了该模型的准确性;然后基于有限元仿真结果,构建了目标函数的多项式代理模型;根据该模型,运用多目遗传算法对气囊系统进行了优化设计,系统的轻量化与单位质量吸能性能得到显著提高。该研究方法对全向式多室连通火星着陆缓冲气囊及其类似装备的设计具有很好的指导意义。     

椭球形浮空器热特性研究

基于有限元软件Fluent,建立了椭球形浮空器的有限元模型,分析外界复杂环境对其热特性的影响,对不同工况下的浮空器热特性进行了数值模拟计算。在模拟计算过程中,充分考虑了风速、太阳辐射等外部环境因素对其热特性的影响,模拟了浮空器定点浮空中一天内不同时刻的气囊蒙皮温度变化,得到了其温度和温差随时间变化的曲线;还模拟了在升空过程中气囊蒙皮温度的变化情况,得到了其温度随浮空器升空高度的变化曲线。研究结果对浮空器的设计生产有实际的指导作用。     

高原条件下空投设备气囊系统缓冲过程研究

由于高原的空气密度、大气压力等与平原有较大差异,所以有必要对气囊系统的缓冲性能进行研究.由于空投中不可控因素的影响,采用实验方式进行空投设备落地过程的研究难以得到有效的结果.而且,由于实验方式花费较高,采用仿真方式具有较大优势.采用有限元方法,结合气体热力学理论,建立重型空投设备和缓冲气囊系统的有限元模型,并结合实验数据进行了验证.简要分析了空投设备落地缓冲过程的规律,进一步计算了高原条件下气囊系统的缓冲过程特点,研究结果对气囊系统的优化和设备结构改进设计具有一定的参考价值.     

CPR1000核反应承压容器C形环密封特性仿真分析方法研究

建立核反应承压容器C形环1∶13缩比模型,综合考虑弹簧丝螺旋效应、弹塑性、大变形、接触多重非线性及耦合效应,对C形环密封特性进行仿真分析,得到缩比模型压缩回弹密封特性曲线、有效回弹量及总回弹量等关键性能参数。C形环缩比模型有限元数值模拟结果与实际数据趋势相同,验证了分析方法及计算模型的合理性。以此为基础,提出实际尺寸C形环仿真分析方法,分析得到其密封特性参数及曲线。实际尺寸C形环各项性能指标仿真结果与缩比模型仿真结果非常接近,为论证实际尺寸C形环的密封特性及其工程应用提供了依据。     

机械臂系统的动力学建模与分析

机械臂在工业各领域中应用较广泛,目前的发展趋势要求机械臂的材料更轻质、运动精度更高。对机械臂的动力学特性及在工作过程中产生的弹性变形进行研究,通过拉格朗日法建立机械臂系统动力学模型并进行分析。该动力学模型比以往的分析方法更加准确,模型没有舍弃小变形量对模型的贡献,并探讨了不同阶数离散近似弹性变形对动力学模型的影响。仿真表明,选取不同阶数的基函数近似弹性变形对模型求解的准确度影响不大;分析机械臂动力学特性有必要考虑弹性变形对系统的影响。     

固定排气口型气囊冲击减缓特性研究

为研究固定排气口型缓冲气囊冲击减缓特性,基于能量守恒及热力学方程建立了固定排气口型气囊缓冲过程的解析模型,并采用LS-DYNA和实验对其有效性进行了验证。基于该模型研究了竖直圆柱式气囊的缓冲特性,开展了初始压力、排气口面积和排气口触发条件对竖直圆柱式气囊缓冲性能的影响研究,并定义了初始极限压力。研究表明:当初始压力小于初始极限压力时,适当增大竖直圆柱式气囊的初始压力、选取合适的排气口触发条件,均可将设备的峰值过载维持在一个合理水平的基础上,减小气囊的体积;采用合理的排气口设计参数,可以提高系统的吸能率,降低峰值过载,同时避免设备的反弹。     

新型自充气式缓冲气囊结构和特性研究

研究一种新型缓冲气囊的自充气式结构并验证新型气囊的缓冲特性。建立了气囊整体结构模型,介绍了气囊进气孔和排气孔的结构和工作原理,最后理论验证了新型缓冲气囊的缓冲特性。新型自充气式缓冲气囊需要的自带气源气体量是非自充气式缓冲气囊的1/20,采用此新型缓冲气囊时空投货物受到的冲击力是不采用时候的1/240。研究结果表明新型自充气式缓冲气囊能保证囊内气体压力充足,同时大大减少了需要自备的气体量,有效地减轻了空投系统的重量,能对空投货物起到很好的缓冲防护作用。     

新型小行星附着机构的落震仿真研究

小行星探测将会成为我国发展深空探索技术的重点研究方向.针对小行星引力弱、温差大、形状不规则、土质不确定等诸多特殊性,提出一种针对小行星探测任务的新型附着机构,应用动力学仿真软件ADAMS建立其虚拟样机模型,在模拟小行星着陆的环境下,完成落震动力学仿真,得到着陆仿真过程中的各项参数,验证了该构型着陆的稳定性和缓冲吸能效果...     

某新型空投用缓冲装置的缓冲效果计算

针对物资在空投过程中有(无)某新型空投用缓冲装置和有(无)着陆倾斜角的四种不同撞击土壤情况,对该装置落地时缓冲板的缓冲系数和缓冲能量建立了非线性回归模型,并将其与地锚、缓冲气囊的缓冲效果进行叠加,最后分别运用动静法分别求解出有(无)缓冲装置时的空投物资落地冲击力并对之进行了对比,为该装置的设计优化提供了理论依据。经计算可知:空投用缓冲装置可以有效降低空投时的冲击力;装置的缓冲效果会随着空投物资质量的增加而下降。     

基于MATLAB的某机枪缓冲器数值计算及仿真

建立了某机枪缓冲器动力学模型,对其动态特性进行了分析,然后基于数值分析软件MATLAB对其后坐过程进行数值分析计算,并对其结果进行仿真,得到了缓冲过程中缓冲器的位移、速度和后坐阻力与时间的变化关系。仿真结果表明:该机枪缓冲器可有效降低枪身后坐位移和后坐速度,保证了射击时的稳定性;可大幅度降低机枪发射时的后坐阻力,从而可在一定程度上提高武器的射击精度。     

Modeling and analysis of landing collision dynamics for a shipborne helicopter

A Lagrange dynamic model is established based on small-angle approximation to improve the simulation model for shipborne helicopter landing collision. To describe fuselage motion effectively, the proposed model considers ship motion, the interaction of the tires with the deck, and tire slippage. A mechanism of sliding motion is built, and a real-time reliability analysis of the algorithm is implemented to validate the proposed model. Numerical simulations are also conducted under different operation conditions. Results show that the proposed dynamic model can simulate the collision motion of helicopter landing in real time. Several suggestions for helicopter pilot landing are likewise provided.     

无人直升机六足式起落架设计与控制算法

无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高。针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生腿式起落架系统,并完成了控制算法研究和建模仿真。首先从仿生腿数量、分布形式、腿部自由度配置和需要完成的功能等方面对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并完成了六足式起落架运动学和动力学分析。然后针对仿生腿式起落架自适应着陆过程,完成着陆缓冲和地形建模算法的研究。最后,基于控制算法搭建虚拟样机仿真模型,完成了多种地形的仿真分析和样机测试。研究结果表明,所设计的仿生腿式起落架结构和控制算法可完成动态自适应着陆,实现着陆过程的平稳缓冲。     

货台着陆峰值加速度影响因素灵敏度分析

结合货台空投系统着陆缓冲过程动态模拟,采用正交试验设计方法及其统计分析方法,进行货台的5个状态因素（垂直着陆速度、水平纵向速度、水平横向速度、货台纵向姿态角以及货台横向姿态角）及其交互作用对货台着陆峰值加速度影响的灵敏度分析,试验结果表明,垂直着陆速度是峰值加速度最主要的影响因素,水平速度和着陆姿态的影响不显著。     

桁架式火星探测器的着陆缓冲特性分析

着陆缓冲机构是着陆器实现行星探测软着陆的关键部位之一,它的缓冲性能直接关系到着陆器是否能安全地在行星表面实现软着陆。根据某院提供的火星着陆器模型,在三维建模软件中建立着陆器的合理简化模型,为了提高分析着陆器软着陆过程冲击响应的准确性,采用MSC公司的Patran/Dytran有限元软件,用瞬态动力学的方法对着陆器的缓冲性能进行分析。仿真结果与试验数据十分吻合,着陆器的缓冲和传力性能良好。因此,采用拉杆缓冲的桁架式火星着陆器是可行的,仿真结果与试验数据也为今后的火星探测提供了参考。     

舰炮后坐力试验装置强冲击特性仿真分析

介绍了舰船后坐力试验装置的工作原理,分析了试验装置冲击过程的动力学特征及缓冲器内部超高压力的工作特性。应用动力学仿真软件ADAMS,建立了该装置的动力学模型。针对缓冲器内部超高压力的工作特性,利用多学科仿真软件AMESim所具有完善的气动学仿真功能,求解了缓冲器内部超高压力与压缩位移之间的对应关系,完善了试验装置的动力学模型。最后,对缓冲器的冲击特性进行了仿真分析及试验测试,缓冲器内部超高压力的实测数据与仿真数据吻合程度良好,验证了所建立的动力学模型的正确性,为试验装置冲击特性的参数设置打下了良好的基础。     

某型飞机起落架收放系统建模及动力学仿真研究

基于建模与联合仿真技术,对某型飞机起落架收放系统的收放机构和上、下位置锁进行了动力学建模,并以ADAMS和EASY5为仿真平台,实现了机械系统与冷气系统耦合的动力学建模及求解。仿真计算了反压力法收、放起落架过程中收放机构、位置锁及冷气系统耦合的动力学特性。结果表明：所建耦合动力学模型能够准确反映起落架收放系统整体的动力学性能,可以为进一步分析起落架收放系统故障及相关部件疲劳寿命提供依据,同时也可为地勤维护精细化提供理论依据。