运载火箭结构动力分析的一些新技术第一部分：模态综合技术

总结了运载火箭结构动力学的研究,简要地介绍结构动力分析技术的一些新技术,提出子结构试验模型综合技术、子结构试验模态综合技术和几种精确模态综合法,这些技术已用于分析大型捆绑式火箭动力学特性。     

鱼雷结构试验模态综合分析

给出了一种结构综合法，该方法适用于具有弹性连接的复杂结构。根据“模型修正”思想，基于完备模态空间，利用结构部件（子结构）模态试验结果，对子结构有限元计算模型进行修正，然后通过子结构对接界面间的广义耦合力集合各子结构运动方程而成为总系统方程，最后求解线性代数方程组，数值计算结果和模态试验数据对比表明，这种半试验半理论方法在工程上非常有意义。     

鱼雷推进系统横振动态子结构分析

本文采用模态综合技术分析鱼雷推进系统的横振问题，即将复杂的结构划分为若干具有简单形式的子结构，选取各子结构低阶模态加以综合，从而减少运算量，提高分析效率。本文同时分析了对鱼雷推进系统模振的一系列影响因素，最后得出横振临界转速随各影响因素变化的规律。     

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。     

三维复杂翼面结构模态分析与试验

运用有限元手段建立三维复杂翼面结构的数值仿真模型,研究翼面结构的动力学固有特性,并通过原装支撑模态试验获得了翼面结构的前三阶模态参数,将理论计算与试验结果进行比对,验证了有限元模型计算的有效性。     

阻尼结构的子结构模态综合法

本文阐述并研究具有非比例对称阻尼矩阵的结构的子结构模态综合方法。这些方法的研制采用了任一频段的复合子结构振型以及三种不同的振型,即复合的自由-自由振型、悬臂振型和混合振型。为便于计算,用实数表示简化变换方程;采用刚度、阻尼和质量矩阵分块,同时保留低频振型的本征矢量。数字结果证实了这些简化变换方程。     

高速角接触球轴承保持架柔体动力学分析

在角接触球轴承动力学分析基础上,结合轴承保持架的柔体性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立高速角接触球轴承保持架柔体动力学方程.利用ADAMS系统开发了角接触球轴承刚柔多体动力学分析程序,对高速角接触球轴承保持架动态性能进行了分析;并采用Gupta的角接触球轴承动力学分析结果加以验证.分析结果表明...     

战术导弹内部分支结构动力学建模

基于模型导弹的结构参数,通过有限元方法计算了6种建模方法对应模型的模态,研究了导弹内部分支结构动力学建模的6种方法对全弹模态计算结果的影响.研究发现:考虑分支结构对全弹刚度的影响时,模态计算结果与试验结果较接近;另外细化考虑导弹对分支结构的约束效果时,模态计算结果最接近试验结果.     

结构动力学试验的数字数据采集与分析

本文叙述为满足振动、冲击、撞冲和模态评定试验以及为适应一般外场试验要求而设计的数字数据采集与分析系统。该系统具有把买来的和自己研制的部件组合起来的特点。有两个多通道的数据采集系统:一个是安装在环境试验室的系统,它有12个用于一般类型信号的并联输入通道,120个用于经模拟式同相一正交分析器预处理的正弦信号输入通道;另一个系统是模态评定试验系统的一部分,它设计有448个输入通道,能同时处理几个有64个通道的数据组。变形图形以及总的指示器值的实时显示有效地保证了手动模态调节。现有可用的模态分析软件的扩展,可把模态参数选择为待求的,或者也可指定为已知的。这一特点增加了系统的分辩能力。并且避免了不完善数据的错误解释。另一扩展是能够根据局部测量的响应函数计算单个刚体自由度的响应函数。这就给深入地了解刚体结构部件的动力特性提供了手段,而且使振型数据更加完善。在数据处理系统中还有一个分析子结构耦合程序,它有助于扩展试验能力以及获得最佳化试验特性。     

某型机枪结构动力修改预分析

机枪的固有振动特性是影响其射击精度的重要因素之一。采取有限元预分析辅助模态试验方案的制定,建立了基于LMS系统的模态试验系统,对某型机枪进行了模态试验,并与有限元模型计算结果进行了对比,两种方法的结果基本一致。利用机枪结构模态试验分析的结果,计算出机枪结构第一阶固有频率对质量和刚度的灵敏度,对其进行了分析并对结构修改前后枪口点的响应特性进行了仿真计算与分析。结果表明,结构修改后机枪的射向一致性更加合理。     

大型运载火箭动力学关键技术及其进展综述

归纳和提出了我国未来大型运载火箭动力学研究的关键技术，综述了国外主要运载火箭、航天飞机等航天运载器解决结构动力学问题的主要技术途径，以及航天结构动力学研究的最新进展及其发展动向，提出了解决不进行实尺试验获得全箭支特性参数的具体技术方案和技术途径。     

大型捆绑火箭模态试验／分析的相关性研究

本文给出大型捆绑运载火箭模态试验/分析结果的相关性研究方法和研究结果。相关性研究表明,试验/分析结果的相关性相当好,大型捆绑火箭动特性计算的分析模型是精确的。     

捆绑火箭的横向振动模态

火箭箭体的振动模态数据,以前主要是由全箭振动试验取得的,其实也可以由计算获得。本文阐述了用逐点计算法求解捆绑火箭模态的计算模型和计算方法,并对带助推火箭的火箭模态进行了分析。     

运载火箭飞行载荷测量与分析

为获取运载火箭结构在飞行过程中准确的截面动态载荷,基于应变测量原理设计了一套飞行载荷测量系统,通过多向载荷标定试验获得结构的灵敏度矩阵,采用非线性载荷模型将飞行过程测量的应变响应转换为截面的动态飞行载荷。在某型号中首次开展了运载火箭飞行载荷测量工作,获得了二级箱间段和有效载荷支架在整个飞行过程中的轴向力、弯矩载荷,并与飞行时序、地面模态试验结果进行了详细对比,结果表明：2个部段的飞行载荷数据质量良好,飞行载荷有变化的时段均与飞行时序对应,并与过载的遥测结果趋势一致,同时也发现了多项飞行动态载荷的特点,为载荷设计提供了数据支撑,有助于后续型号的优化与改进设计。     

运载火箭电气系统一体化设计方案

电气系统一体化设计就是电气系统总体的优化设计,该技术在飞机、卫星上已被广泛采用.目前运载火箭的设计思想和测试体制已不能满足未来运载火箭的要求.随着计算机技术、电子技术的发展,把箭上信息一体化设计、全箭供配电一体化设计、测试发控一体化设计等技术构成电气系统一体化设计成为可能.简介了运载火箭电气系统一体化设计方案.     

导弹垂直发射系统柔性多体动力学建模与仿真

基于有限元素法和修正的固定界面子结构模态综合法-Craig-Bampton法,在虚拟样机技术(VPT)仿真平台上建立舰载导弹垂直发射系统(VLS)的柔性多体动力学模型,进行了发射过程的动力学仿真,并和刚体模型的计算结果进行了对比。获取导弹发射阶段的弹道和姿态参量偏差,进行了弹体柔性变形对初始弹道特性和发射安全性影响的分析。     

车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真

为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明：提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。     

第二代可重复使用运载器及其再入制导技术

可重复使用运载器是未来航天运输系统发展的主要方向,各大国正围绕其关键技术开展积极的研究。第2代可重复使用运载器对再入制导技术的自主性、安全性和可靠性提出了更高的要求。分析了各国可重复使用运载器的发展概况,给出了可重复使用运载器再入的特点。重点综述了针对第2代可重复使用运载器开发的各种新型再入制导方法,并讨论了有待深入研究的可重复使用运载器再入制导关键技术。     

航行体垂直出筒载荷特性及影响因素分析

以典型的大长细比轴对称航行体垂直出筒过程为对象,采用动力学仿真方法进行求解,研究无适配器约束条件下出筒过程动载荷响应特性,并在此基础上对出筒动载荷主要影响因素进行了分析。结果表明航行体截面弯矩载荷随出筒过程先增大后减小,在筒口位置附近达极值;出筒过程弯矩载荷与发射条件、流场变化以及筒体结构特性等均紧密相关,其它条件一致情况下,横流速度越大、水深越浅、筒体接触刚度系数越大,截面弯矩载荷越大。