环形气囊地面及水下充气试验及仿真分析

为研究环形气囊在地面及水下的充气特性,对其充气过程展开试验研究和仿真分析。在地面及不同深度的水下开展了环形气囊充气试验,利用高速相机获取了充气过程的影像,并记录充气时间。建立了地面及水下环境中环形气囊充气过程的数学模型,并分析了充气深度对充气过程的影响,发现充气时间与充气深度呈明显的非线性关系。根据分析结果,提出了不同充气深度下使用不同体积气瓶的充气策略,以兼顾环形气囊充气过程的稳定性和灵活性。对比分析环形气囊充气过程的仿真结果与试验结果,发现两者的一致性较好,验证了充气过程数学模型的正确性,这可为水下充气装置的工程设计和应用提供参考。     

轮胎气压对汽车振动噪声影响的研究

影响汽车振动噪声的因素有设计、材料、胎压、结构、路况等,论文研究了轮胎充气压力变化对轮胎和整车振动噪声的影响。通过实验数据和理论分析得知,轮胎刚度与固有频率随轮胎充气压力的升高而增加;悬架与汽车振动特性随轮胎充气压力的变化而有较明显改变;轮胎气压对气泵噪声也有不同程度的影响;胎压对轮胎噪声水平影响不大,而且对轮胎噪声水平影响不具有规律性;胎压升高使得轮胎减振性能下降,增加了整车冲击振动感,降低了汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。因此,合理的轮胎充气压力,不但可以降低和改善整车振动噪声;而且还可以提高汽车行驶平顺性与乘坐舒适性。     

轮胎气压对汽车振动噪声的影响

影响汽车振动噪声的因素有设计、材料、胎压、结构、路况等,研究轮胎充气压力变化对轮胎和整车振动噪声的影响。通过实验数据和理论分析得知,轮胎刚度与固有频率随轮胎充气压力的升高而增加;悬架与汽车振动特性随轮胎充气压力的变化而有较明显改变;轮胎气压对气泵噪声也有不同程度的影响;胎压对轮胎噪声水平影响不大,而且对实验用轮胎噪声水平影响不具有规律性;胎压升高使得轮胎减振性能下降,增加整车冲击振动感,降低汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。因此,合理的轮胎充气压力,不但可以降低和改善整车振动噪声;而且还可以提高汽车行驶平顺性与乘坐舒适性。     

机械弹性车轮径向刚度特性及影响因素研究

为解决充气轮胎爆胎的问题,提高车辆防刺破及越野路面的行驶性能,对非充气结构机械弹性车轮径向刚度特性及影响因素进行研究。建立了机械弹性车轮非线性有限元模型,并通过负荷特性试验验证了模型的有效性;分析了使用条件和车轮结构等因素对机械弹性车轮径向刚度的影响,揭示了地面约束、材料、垂直载荷及力矩对车轮固有频率和振型的影响规律,为机械弹性车轮结构及整车动力学特性优化提供了参考。     

火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响研究

为了研究火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响,采用超声检测和压力测试相结合的方法分别对人工后坐和实弹射击条件下的制退机性能进行了对比研究。结果表明,火炮后坐结束时非工作腔内不存在传统意义上的真空段,复进时非工作腔提供的液压阻力远小于传统理论计算值,复进节制腔提供的复进液压阻力大于传统理论计算值。当制退机"主流"复进液压阻力系数取拟合值0.036,"支流"复进液压阻力系数取"主流"后坐液压阻力系数的约4.5倍时,复进速度计算结果与火炮实弹射击时的实测复进速度较为吻合;传统方法复进速度计算结果与人工后坐时的实测速度较为一致,传统的非工作腔真空段假设并不适用于有冲击载荷作用的火炮发射过程,据此改进的复进制动图可以更好地指导制退机设计。     

火炮身管内膛烧蚀磨损特征量表述模型

在系统分析堪用火炮内膛烧蚀磨损基本特点的基础上,指出身管阳线直径的变化量是明显、也是最容易测试并对火炮弹道性能影响最大的关键因素.基于火炮身管使用过程中身管的烧蚀磨损特点,论文从准确描述身管膛线烧蚀磨损量与火炮弹道性能关系出发,利用试验获取的试验数据,提出了一种新的表述内膛烧蚀磨损特征与弹道性能关系的方法并建立了其数学模型.     

考虑充气压力效应的重载轮胎面内振动模态建模及参数辨识

针对重载轮胎胎侧径向长度和胎体宽度比值(扁平比)接近1的结构特点,提出考虑不同充气压力的轮胎面内中低频试验模态分析、动力学建模和参数辨识方法。基于欧拉梁理论,考虑胎体面内弯曲、充气压力引起的胎体梁轴向力和充气压力敏感的胎侧径向刚度,建立轮胎柔性胎体-周向分布胎侧单元-轮毂质量块耦合动力学方程;考虑柔性胎体与周向分布胎侧单元的耦合效应,开展重载轮胎不同充气压力的面内振动模态试验,获取轮胎不同充气压力的共振频率试验值;以重载轮胎不同充气压力的面内共振频率试验值和解析解的误差作为目标函数,利用遗传算法对轮胎的未知结构参数进行辨识,并对高阶模态的固有频率进行预测。结果表明:(1)重载轮胎的面内振动体现为柔性胎体与周向分布胎侧单元的耦合振动,其中在0～180 Hz内为同向振动,在180～300 Hz内为反向振动;(2)随着充气压力的增加,重载轮胎各阶共振固有频率增大;(3)充气压力引起的胎体轴向力的变化和充气压力敏感的胎侧径向刚度效应可表征不同充气压力的轮胎面内振动特性。     

考虑液体空化的火炮制退机性能分析

结合液体空化理论和制退机非工作腔的空化超声检测与压力测试,研究了制退液的空化效应及其对制退机工作性能的影响。结果表明,在火炮后坐冲击作用下,制退液发生了剧烈的空化效应,后坐结束时非工作腔内充满制退液泡沫,并不存在真空段。制退液泡沫在复进过程中逐渐溃灭,因此在复进“真空消失点”处制退机非工作腔并不提供液压阻力。复进过程中非工作腔提供的液压阻力峰值仅为复进节制腔液压阻力平均值的8.91%。考虑制退液空化效应时,火炮复进液压阻力功比传统理论值小4.5%,火炮最大复进速度比传统理论值大10.5%。试验结果证实了计算结果的正确性。该结论为制退机的合理设计与故障诊断提供了理论依据。     

火炮磁流变后坐阻尼器的设计与可控性分析

以高冲击、高速环境下的某口径火炮反后坐装置为研究对象,讨论了后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响,研究了磁流变阻尼器对火炮后坐运动的控制作用。设计了火炮磁流变后坐阻尼器及冲击试验平台;考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建立了火炮反后坐装置动力学模型并进行了计算仿真,对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性,并进行了后坐过程半实物仿真控制。试验结果表明设计的长行程火炮用磁流变阻尼器可有效抑制冲击载荷激励作用,为进一步实现火炮后坐力与行程控制的一体化设计和工程应用奠定了基础。     

轮胎压路机压实热拌沥青混合料的机理和作用

本文利用了应用力学原理,研究了轮胎压路机在碾压热拌沥青混合料时充气轮胎与沥青混合料的相互作用,进一步分析了充气轮胎在压实过程中的揉压机理和作用,并对轮胎压路机与光轮压路机及振动压路机在压实沥青混合料摊铺层时的性能进行了对比研究。结果表明,轮胎压路机压实沥青混合料摊铺层能得到更高的压实质量,应选用轮胎压路机作为沥青混合料复压的主要机械。     

不同车速条件下车载转管机枪发射动力学特性研究

为了研究某型车载转管机枪在车辆行驶状态下射击时枪管变形和车辆行驶速度对于射击密集度的影响,利用谐波叠加法生成B级路面,并以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS/Flex柔性体模块,建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型。综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,在各种车速条件时进行了机枪系统的动力学分析,获得了机枪射击时的枪口响应特性和弹着点散布情况。通过对各种车速时仿真曲线对比计算和70%射击散布圆分析,得出枪口的响应位移以及机枪的射击精度与车体的行驶速度之间的变化关系。研究结果为该型车载机枪的进一步地运用与试验提供了理论支持和方向。     

基于虚拟高冲击样机的装备寿命预测研究

讨论了虚拟样机(virtual prototyping)的意义和必要性，简要介绍了ADAMS仿真系统。以承受高冲击激励的火炮为研究对象，分析了影响火炮工作性能的主要因素，总结了火炮正常工作的三个基本准则。运用Fortran语言编制了火炮故障仿真模块，在ADAMS环境下建立了火炮高冲击虚拟样机。结合层次分析法(AHP)确定了性能的影响权重，制定了基于虚拟高冲击样机的火炮工作性能评估方案，进而对火炮剩余寿命进行预测，仿真结果证明了评估和预测研究的有效性。最后，展望了虚拟样机的应用前景和下一步的研究重点。     

基于L(0,2)模态的身管损伤无损检测方法研究

火炮特别是新型火炮在现代战争中发挥巨大作用,身管是火炮的重要组成部分,其缺陷检测至关重要。利用Comsol有限元仿真软件模拟导波模态并与理论计算结果进行对比,验证有限元仿真的正确性和可行性。在对比研究L模态导波和T模态导波的基础上,给出一种基于L(0,2)模态导波的身管缺陷无损检测方法,并利用有限元仿真软件对L(0,2)模态在存在内表面非对称缺陷的身管中的传播过程进行仿真。理论研究和仿真结果表明,该方法可以用来识别不同种导波模态并对缺陷进行检测,为今后身管缺陷检测奠定基础。     

一种优化的柔性环动力学轮胎模型的研究与应用

提出了一种优化的柔性环轮胎有限元建模方法,该方法在传统的径向弹簧支撑的柔性环模型上优化了弹簧的数量并采用B21线性梁单元等效胎体的变形。该研究应用万能试验机对哑铃型轮胎橡胶片进行单轴拉伸试验,得到了应力-应变曲线,采用有限元仿真软件Abaqus对材料拉伸数据进行了超弹性和黏弹性评估拟合,在自由状态及载荷状态下对普通子午线轮胎柔性环模型进行了线性摄动模态分析,并提取了振型与固有频率。通过与Singlemodle分析结果的对比,验证了此建模方法的有效性和准确性。该研究还应用该模型预测了在动力学条件下,速度、载荷、胎压对轮胎固有频率影响的规律,为轮胎结构分析和设计提供了参考。     

线膛火炮报废技术条件确定方法的探讨

根据有关线膛火炮的寿命试验和设计定型试验的数据,本文研究了火炮寿命过程中内膛表面的状况.研究表明内膛烧蚀磨损是导致弹道性能下降的根本原因,而内膛特征点的直径变化对于内弹道性能的影响是其中的关键因素.在此基础上对国内外已有的线膛火炮报废技术条件确定方法进行了分析、探讨.最后指出内膛径向磨损量△dmax可以作为报废技术条件的静态检测标准,并确定了该标准与现有国军标中初速下降量标准之间的直接联系.     

活塞内流道磁流变减振器热耦合阻尼特性分析

模拟研究了采用横向工作间隙的活塞内流道磁流变减振器(MRD)在热平衡状态下的阻尼特性。基于AMESim分析了汽车以不同速度在不同路面行驶时缸筒内流体达到热平衡的温度;模拟活塞振动并耦合热平衡温度从流体的角度计算了MRD的示功曲线;通过恒温加热模拟减振器的热平衡温度在振动试验台上对MRD的阻尼特性进行了测试。结果显示,汽车的行驶速度对减振器的阻尼性能有影响,当车速为40 km/h、70 km/h、110 km/h时,MRD的阻尼性能分别下降了9.4%、16.67%、20.69%。测试结果与仿真结果基本吻合。     

高聚微孔轮胎研制成功

新一代环保型高聚微孔轮胎日前在上海研制成功,并通过了技术鉴定。高聚微孔轮胎是一种内外胎一体、无需充气的微孔内结构轮胎。与传统的实心轮胎和充气轮胎相比,该胎具有更好的抗老化性和配色性,并具有耐磨、防滑、抗寒、强度高和弹性好等特性。由于这种高聚微孔轮胎是一种部分或全部交联的热塑性弹性体,废旧轮胎可全部回收利用。     

火炮膛内多测试装置同步测试方法

目前火炮膛内压力测试都是通过在膛内固定位置安放测试仪器来获得各定点压力数据,由于各测试装置的触发时间不一致,获得的各位置膛压数据相互之间没有统一的时间基准,因此该文开展火炮膛内压力场分布测试方法的研究。对传统的放入式电子测压仪的顶部端盖结构和触发方式进行改进,以火炮发射时产生的光信号为测试装置同步外触发信号,实现火炮膛内多测试装置同步测试。通过ANSYS仿真软件对测试仪端盖进行静态载荷分析和密闭空间内火药燃烧压力场的动态变化进行仿真,为研究火炮膛内压力分布规律及进行多点同步实测试验提供技术支持。     

连续射击过程中加速运动弹丸激励下身管横向振动特性研究

为研究火炮连续射击过程中炮口振动特性,建立了弹丸膛内加速运动作用下身管横向振动方程;采用小参数法,导出了单发弹丸激励下身管振动方程的近似解;通过迭代求解得到了连续射击过程中身管振动方程的近似解。针对弹丸有、无质偏两种情形,结合试验测得的弹丸加速度,研究了身管阻尼系数、发射间隔对炮口振动特性的影响。研究表明:身管阻尼系数影响炮口弹丸冲击响应的衰减速度;无间隔连续射击下炮口的振动幅度单调增长,射击精度呈下降趋势;针对特定口径身管,当发射间隔大于一定值后,连续射击下炮口振动与单发射击相同。研究结果可为确定火炮射击速度与提高火炮射击精度提供理论指导。     

基于虚拟样机的火炮系统建模与仿真分析

根据地火炮的主要部件的连接关系,在分析了火炮拓扑结构的基础上,讨论了火炮各体的自由度。介绍了机械系统动力学仿真分析系统ADAMS,首次将其应用引入到武器装备研究领域,简述了Kane方法建模的步骤。结合Fortran语言编程,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机,虚拟样机仿真和Kane方法对比结果说明了虚拟样机建立的可信性。最后,研究了驻锄刚度对火炮振动性能的影响,并展望了虚拟样机的应用前景。