基于双侧截尾正态分布的机构运动可靠度研究

研究机械运动机构可靠度优化计算,为了更准确地分析机构运动可靠度,提出了随机变量取值的有界性.从双侧截尾正态分布的基本概念出发,推导了截尾正态分布的期望均值和方差的一般形式,并运用逆变换法获得了一种双侧截尾正态分布随机数的抽样公式.同时基于蒙特卡罗法给出了含截尾分布随机变量的机构运动可靠度计算方法.并采用一个典型机构,对运动可靠度问题的随机变量,采用截尾正态分布和一般正态分布进行比较计算,前者比后者得到的运动可靠度更高.结果表明:基于截尾分布抽样的蒙特卡罗法求解机构运动可靠度比传统方法更为准确.     

基于组合优化方法的某型车载炮驾驶室轻量化分析

为了提高某型车载炮机动性,对车载炮驾驶室进行轻量化研究。为防止单一工况约束得到的尺寸优化结果在其他危险工况下不适用,同时使用冲击波最危险的两种工况的结构响应作为约束条件。为提高优化效率,使用拉丁超立方方法进行实验设计,分别对两种工况下驾驶室结构响应构建高精度代理模型。针对单一优化算法的缺点,采用组合优化方法,先使用多岛遗传算法缩小设计域范围,后使用非线性二次规划算法在缩小后的设计域寻优。结果表明,设计域缩小后,非线性二次规划算法不再陷入局部最优困境,且组合优化方法相比多岛遗传算法,计算代价大大降低。对优化结果进行验证,证明了优化的可行性。优化后驾驶室质量降低了8.06%,减重效果显著。     

车载炮制动效能分析

针对车载炮制动过程中的制动效能问题,在车载炮行驶运动和车轮受力分析的基础上,建立了车载炮制动效能基本方程,对车载炮制动时的制动力、制动减速度和制动距离进行了分析,以三轴车载炮为例进行了仿真计算,获得了车载炮制动过程中的车轴抱死顺序和制动减速度、制动位移随时间的变化规律,为车载炮制动系统设计提供了参考.     

某弹协调臂刚柔耦合动力学仿真

为了评估某火炮自动装填系统中弹协调臂的性能,在分析某弹协调臂的工作原理的基础上,利用ProE建立了弹协调臂的三维模型,并在ANSyS中对模型中的弹协调臂本体部分完成网格划分和刚性区域的建立,生成弹协调臂本体部分的柔性体模态文件,在ADAMS中对柔性体施加转动约束以及液压缸驱动,对弹协调臂进行了刚柔耦合仿真,得到弹协调臂在摆动过程中的动力学特性以及动态的应力分布,给出了不满足强度要求的应力集中区域,为设计验证和后期改进提供了理论依据。     

弹丸协调器电液系统的参数自适应反演控制

针对存在参数不确定性和非线性的弹丸协调器电液伺服系统模型,结合反演控制设计方法和自适应控制方法,提出一种参数自适应反演控制算法。采用反演控制设计方法推导非线性系统的控制律,结合Lyapunov定理保证闭环系统全局稳定。针对模型的不确定参数,通过构建不连续映射自适应律进行精确估计,解决系统模型不确定性问题,简化控制算法的设计。引入鲁棒项,提高系统稳定性。仿真结果表明:所设计算法是有效的,与PID算法相比有更好的控制效果。     

复合材料身管烧蚀与寿命问题的研究

借助膛内存在的包含气流对身管摩擦和传热的不稳定准一维流,以及复合材料身管管壁内的径向热传导关系,运用MacCormack有限差分格式,计算了武器连发时对流传热引起的复合材料身管膛壁的峰值温度和整个复合材料身管的温度场,并由此估算因热原因引起的复合材料身管的烧蚀量,从而进一步预测其寿命。并且结合了多个设计方案对复合材料身管的烧蚀和寿命预测进行了对比研究,为复合材料身管的综合设计提供了重要的参考价值。     

某火炮协调器多学科一体化设计优化

为了解决传统火炮优化设计中单学科建模分析的不足,采用多学科一体化设计优化方法对某火炮协调器系统进行了研究。通过对电气控制、液压、机械三个学科及学科间耦合关系的分析,建立了协调器结构控制一体化分析模型,结合多目标进化算法,对建立的一体化分析模型进行了设计优化研究。与原设计相比,优化后的设计使系统拥有更优的综合性能。     

身管横向固有振动的半解析解法

为了获得更加精确的身管横向固有振动解,将身管简化成多段考虑截面剪切变形和转动惯量的变截面Timoshenko梁,由此建立了身管的横向振动方程。应用Chebyshev正交多项式将身管的横向振动展开,合并边界条件和各段梁的连接条件可获得一组身管横向固有振动方程组,求解该方程组即可获得变截面身管的固有振动特性。数值算例表明：该方法求解高效,具有良好精度、能适应各种边界条件。     

基于未知输入观测器的车载炮电液位置伺服系统故障检测

针对车载炮电液位置伺服系统在运行时存在大惯量、负载非线性、参数不确定性和干扰等特点,提出一种基于非线性未知输入观测器的故障检测方案。在对系统建模后进行观测器设计,借助李雅普诺夫稳定性理论证明观测器稳定性并给出了存在条件,观测器产生用于故障检测的残差信号。在故障检测台上在线检测观测器的观测能力以及对故障的检测能力,设计了基于统计的动态阈值故障决策机制,消除了固定阈值在过渡阶段系统出现的误报警现象。实验结果表明：所提出的故障检测方案有效,可用于电液位置伺服系统在线故障的检测。     

考虑空化效应的某软后坐火炮制退机液压阻力系数研究

针对某新型软后坐火炮制退机的恒定液压阻力系数无法准确描述制退机性能的问题,基于计算流体力学方法计算了火炮后坐复进不同阶段的液压阻力系数,其中重点考虑了空化效应对液体流动的影响。分别对前冲、后坐及复进阶段,建立了带有中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型、不带中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型及筒外壁沟槽主流等效模型。采用Mixture多相流模型与标准k-ε湍流模型,得到了不同沟槽深度及运动速度下液压阻力系数K的值。结果表明,液压阻力系数在前冲阶段为4.2～6.0、在后坐阶段为1.8～2.8、在复进阶段为1.6～2.4;且液压阻力系数随沟槽深度的增大而减小,随速度的增大先减小,达到发生空化的速度后增大。该研究可为某软后坐火炮的反后坐装置设计及试验测试提供支撑。