深空撞击器结构设计与侵彻数值模拟

设计了一种用于深空探测的撞击器结构,并借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对其侵彻性能进行了数值模拟。根据主要技术指标要求设计了撞击器结构,建立了撞击器撞击混凝土靶标的数值仿真模型,混凝土靶标模型材料采用HJC本构模型,对撞击器垂直侵彻靶标与斜侵彻靶标进行了仿真。仿真结果表明,当该撞击器在撞击初速度700 m/s下,倾角15°攻角5°范围内侵彻深度可达到1 m以上,最大过载为41 671～45 530 g。数值模拟所得过载数据为后续内部载荷强度设计提供了参考。     

基于ANSY/SLS-DYNA头部形状对钻地斜侵彻土壤影响的数值分析

运用ANSYS/LS-DYNA软件,分别对头部形状为30°锥角,60°锥角和抛物线形的钻地弹斜侵彻土壤的过程进行数值模拟,得到了运动轨迹图,弹丸侵彻加速度过载曲线,以及弹丸侵彻深度曲线;分析了过载曲线的特征,通过比较,总结出了钻地弹的头部形状对其斜侵彻土壤时运动规律和运动特性的影响,为钻地弹设计提供了参考依据。     

硬目标引信侵彻过程原理研究

以实物仿真关键技术对硬目标侵彻引信进行了研究,创建半实物仿真、侵彻过程仿真、实验数据的处理等多维信息处理于一体的硬目标侵彻引信半实物仿真平台,结合典型目标介质特性,得出影响侵彻过载的主要因素,即目标介质特性、着速和着角等,并通过重点弹道计算和数值模拟对侵彻过载的主要影响因素进行了分析。     

弹丸不同倾角侵彻混凝土影响分析

为了考察弹丸在不同入射角侵彻过程的特性,利用有限元分析软件对弹丸过载环境进行数值模拟。通过分析得到弹丸侵彻过程中的弹体位移、过载加速度、应力曲线,揭示了弹体侵彻靶板的加载特性。结果表明:弹丸入射角越小,侵彻效果好,达到毁伤目标物目的;倾角越小弹头部受到损伤越大。     

航空机载弹药着速对侵彻靶板影响的仿真分析

航空机载侵彻型弹药由于姿态调整及过载冲击的影响，对着靶速度有一定的要求，利用冲击波理论对极限撞击速度进行理论计算。应用ANSYS／LS—DYNA分析技术对航空抛撒侵彻型弹药侵彻混凝土靶板进行分析，获取各着速下侵彻过程的速度、加速度曲线，结合极限撞击速度的理论计算值与模拟值比较分析，得到着速对靶板侵彻效果的影响，为引信抗冲击过载加速度传感器的设计及加速发动机功率的选择提供理论支持。     

侵彻引信电路振动噪声处理方法研究

针对侵彻引信电路在受到过靶大过载冲击时的电路振动噪声问题,建立了侵彻冲击振动激励与电路振动噪声响应之间的数学模型;提出了一种基于小波分析的噪声消除方法。该方法通过对侵彻引信冲击激励信号进行小波分析,对输出电路振动噪声响应信号进行高斯函数拟合,建立了冲击振动激励信号与输出振动噪声响应信号之间的关联函数,在此基础上设计了针对于侵彻引信冲击振动激励的输出电路噪声信号处理算法。仿真结果表明,该算法对冲击振动引起的侵彻引信电路噪声有明显消噪效果。     

一款新乘用车仪表板本体的刚度分析与改进

以一款新乘用车仪表板本体的设计为研究对象,简述了汽车仪表板的功能和作用。研究了在产品设计阶段,如何通过Hyper Works软件,对仪表板本体进行有限元分析的方法。提出了约束条件、加载方法、接触定义和求解方法。通过对汽车仪表板本体的强度和刚度进行分析和校核,计算载荷、位移和应力,找出仪表板本体变形量大的区域,提出产品改进设计方案。分析和校核改进设计方案,确认了仪表板本体的改进设计是可靠的,满足产品设计要求。     

不同着速下火工品过载的数值模拟

采用计算机大型有限元模拟仿真软件ANSYS10．0／LS—DYNA，对火工品在不同速度侵彻条件下的高过载状态进行了研究，为考核和评估火工品动态性能，包括安全性和可靠性提供设计依据。     

侵彻过载信号的欠定盲源分离与特征提取

侵彻过载信号成份复杂,传统盲源分离方法无法有效提取弹体侵彻板靶特征,基于此提出一种不受测试传感器数量限制、具有源数估计的侵彻过载信号盲源分离方法。首先,对单通道测试信号进行总体经验模态分解,将分解后的固有模态与原信号组成多维信号;其次,对组成的多维信号奇异值分解,以"前K次奇异值占优"法则估计信号振源个数,利用"最大互相关系数法"筛选最优IMF函数与原信号重组构造多通道混合信号;最后,对多通道混合信号白化处理和联合近似对角化,计算酉矩阵获得测试信号的混合估计。将其用于单通道侵彻过载信号的特征提取,获得了与源信号相关度为0.974 7的加速度特征信号。与现有方法相比,该方法能有效分离出单通道侵彻过载特征信号,并且信号处理过程具有的自适应特性也解决了不同弹靶工况下过载信号滤波频率的选择困难问题。     

六轮腿复合型移动机器人越障分析及机构设计

面向无人化复杂野外环境考察及勘探的需求,以设计具有良好的机动性、通过性的自动勘察机器人为目标。进行了六轮腿复合型移动机器人本体的抗倾翻能力分析;选取了两种典型障碍沟和坎,对六轮腿复合型移动机器人本体的越障过程进行构型分析;进行了六轮腿复合型移动机器人本体的机构设计研究,重点设计了一种可以主动转动又能被动柔顺的轮腿复合移动机构;进行了机器人性能测试试验,验证了机器人本体的可靠性和实用性。     

高精度亚像素显示技术动态天体模拟器

为了解决常规姿态敏感器非在轨标定设备实测结果与设计精度存在偏差、且缺乏模拟目标天体特征功能的实际问题,本文提出一种利用多棱镜结合的LCOS光学拼接方式与亚像素显示技术相结合的高精度动态天体模拟器设计方法,实现对星点位置以及目标天体特征的精确模拟。详细论述了传统LCOS拼接形式两片光阀对比度低的原因,提出了基于两片PBS和两片半反半透镜的拼接架构改进方案;设计了小畸变、复消色差的高成像质量准直光学系统。重点阐述了亚像素显示技术的思想及方法,利用亚像素技术分别对动态星图和目标天体进行仿真并进行了实验测试。结果表明:模拟器的两片LCOS显示对比度相同,动态星图的星间角距误差小于±6″、星等模拟范围达到连续8个等级、星等模拟精度优于±0.3mV;可以提供目标天体特征模拟图片。高精度亚像素显示技术动态天体模拟器消除了LCOS显示对比度差异,达到了姿态敏感器识别特征点的准确性要求,基本可以满足敏感器非在轨精度标定与功能测试的要求。     

船用星敏感器天体的跟踪辨识

为保证船用星敏感器载体姿态连续测量的高精度和高效率,通过对当前天体自动辨识算法的研究与分析,提出并实现一种基于天体目标连续跟踪处理的天体自动辨识技术。首先,根据星图采集周期、天体视运动速度和舰船姿态变化等因素,分析了船用星敏感器摄取的连续星图间的差别特征;然后,以连续两帧星图的关联信息为依据构建星图特征数组,通过区域搜索、斜率值与灰度值比对等方法建立了天体跟踪辨识模式;最后,介绍了天体跟踪辨识模式中区域搜索半径的解算方法。实验结果表明:天体连续跟踪辨识技术在保证天体辨识精度的前提下,平均单帧星图辨识时间为124ms,仅为传统辨识方法用时的1/8。有效地提高了船用星敏感器天体辨识效率和载体姿态动态测量效率。     

硅压力传感器的过载保护设计

通过测量硅膜片的结构设计和压力传感器外界保护结构设计,实现了压力传感器过载保护的目的。针对差压传感器表现为正负双腔和中心过载保护膜片联动保护的设计方案,即当过载压力达到超高差压之前,使高压侧膜片和基体贴合,低压侧膜片鼓出,阻止超高差压传入传感器内;对于表压和绝压传感器表现为测量端和过载保护膜片联动的设计方案,即当过载压力达到超高压之前,使测量端膜片和基体贴合,过载保护膜片鼓起,阻止超高压传入传感器内。     

EFP侵彻圆柱形带壳装药影响因素的数值分析

基于ANSYS LS-DYNA软件对EFP侵彻圆柱形带壳装药的数值模拟.通过对不同形状、不同速度以及不同侵彻角度EFP倾彻圆柱形带壳装药的分析,来研究其几个主要影响因素规律.仿真结果发现,准球形EFP比尾翼型和直杆型EFP更容易引爆带壳装药.同种形状的EFP,垂直冲击时效果最好.     

基于组合近似模型的可靠性优化方法在行人柔性腿型碰撞中应用研究

当行人与车辆发生碰撞时,车身最前端的部件将直接与行人下肢腿部发生接触,其设计是满足行人下肢保护要求的关键。然而针对传统要求的基于刚性腿型行人保护车辆前结构设计方法,在应对柔性腿型行人保护要求已呈现明显的局限性。为了提高保险杠结构的柔性腿型保护功能,结合试验设计技术、组合近似建模技术、多目标优化算法和可靠性分析方法,以行人腿部的伤害值最低为优化目标,对车辆前端结构参数进行可靠性优化设计并对优化结果进行试验验证。研究结果表明:优化后的车辆前端结构与原设计相比,行人柔性腿型保护功能得到明显提高,为车辆前端结构的设计与开发提供有效的参考。     

大型易磨损件的等磨损面设计

为了解决大型易磨损件的非均匀磨损问题,提出了一种等磨损面设计方法,该方法有效地利用了磨损失效分析、磨损模拟试验及材料的表面处理技术。文中在论述设计方法的同时,举例说明了一个大型薄壳零件——机耕船舶体的等磨损面设计;田间试验的结果表明：经过等磨损面设计的船体不仅消除了非均匀磨损现象,而且其使用寿命提高了一倍以上。     

高效无过载潜污泵的优化设计与试验研究

为了使潜污泵同时具有高效与无过载特性,针对模型泵100QW110-15-7.5的叶轮进行优化设计,采用正交试验设计法,设计了一组7因素3水平的正交方案。对每个方案进行数值模拟,并对计算得到的数据进行极差分析,获得了各几何参数影响性能的主次顺序。采用加权方法,将扬程、效率、轴功率多项指标转化为单项综合性能指标,利用超传递近似法来确定各目标函数的权重因子的数值,并对综合性能指标进行极差分析,得到了潜污泵的最优参数。在数值模拟基础上,对最优模型样机进行了试验,测试结果表明:模型泵的额定点效率达到81.04%,在运行区间内无马鞍区、无过载现象发生,且高效区较宽,满足设计要求。预测曲线与试验曲线基本吻合,表明数值模拟较为准确,对高效无过载潜污泵的设计具有一定的指导意义。     

基于虚拟样机技术的液压冲击器改进设计

传统的液压破碎锤冲击机构包含了换向阀和主缸体,由于两者在工作中受损情况不同,更换设备时便造成了不必要的浪费,故此以虚拟样机技术为设计理念,通过catia软件,建立改进后的破碎锤液压冲击器的虚拟样机模型,使做到换向阀合主缸体两者分离,并运用catia的动态模拟功能对冲击器进行运动学仿真分析。虚拟样机技术可以减少实物模型和样机的投入,缩短产品的开发周期,有利于实现产品的最优设计或变形产品设计。