舵机折叠翼展开性能及实验

为了研究某导弹舵机的折叠翼机构的展开性能,对该机构展开性能进行研究。首先,基于第二类拉格朗日方程建立了机构的动力学方程,为仿真提供理论依据。然后,利用MSC.Adams软件对机构的展开过程进行刚柔耦合动力学仿真,得到了展开时间、冲击载荷、应力等数据。最后,对实物进行展开实验,测试了展开特性以及冲击载荷对薄弱环节的影响。实验结果表明,展开时间为175 ms,冲击载荷为42.9 N,舵片应力5.49 MPa,小于材料的屈服强度325 MPa,满足设计要求。仿真模型准确地反映了机构的展开过程,仿真与实验的结果可以为结构设计及优化提供理论的依据。     

一种折叠翼飞行器离筒性能分析

针对折叠翼飞行器发射离筒瞬间姿态变化及折叠翼机构展开性能问题,对影响飞行器离筒性能的主要因素进行了研究,对飞行器离筒过程进行了受力分析,分析了影响飞行器离筒性能的主要因素,建立了飞行器离筒过程理论模型和ADAMS仿真模型,对飞行器离筒过程中低头角变化、离筒时间、离筒速度、离筒最大应力、折叠翼机构展开时间和折叠翼展开同步性等参数进行了计算;对比分析了两种方法所得计算结果;分析了发射角对飞行器离筒过程中低头角和接触力的影响。研究结果表明,两种计算方法计算结果误差在5%以内,可以相互验证;水平发射时飞行器离筒低头角为0.49°、离筒时间为163 ms、离筒速度为14.12 m/s;随着发射角的增加飞行器离筒低头角减小,离筒过程最大冲击力减小;计算结果为飞行器发射性能提供了理论依据。     

基于ADAMS/Insight的折叠翼展开机构工作可靠性仿真

利用机械系统动力学分析软件ADAMS作为机构工作可靠性分析平台,建立折叠翼展开机构的参数化模型,确定在ADAMS/Insight模块下折叠翼展开机构的工作可靠性仿真流程。在综合考虑其机构尺寸误差、运动副间隙误差及驱动力峰值误差的基础上,进行可靠性仿真试验,并得到仿真试验结果。基于所建立的折叠翼展开角位移、展开时间及锁紧销冲击力可靠度理论模型进行可靠度计算,实现了对折叠翼展开机构工作可靠性的评估与分析。     

折叠翼展开机构测试装置设计与试验验证

基于折叠翼展开机构的工作原理和功能需求,确定了折叠翼展开机构性能参数测试方法,完成了其测试装置的设计及原理样机研制。应用所研制的折叠翼展开机构测试装置进行折叠翼展开性能试验,获得其各项性能指标,并通过不同转矩下折叠翼展开机构测试装置试验,分析其性能参数变化规律。结果表明：弹翼能迅速展开到位,锁紧销与过位挡块能实现翼面准确定位、可靠锁定,且展开过程中各部件之间相互无干涉,满足设计要求。     

含多间隙的折叠翼展开碰撞动力学仿真

基于非线性等效弹簧阻尼碰撞模型,建立含间隙的折叠翼展开机构的接触碰撞模型,利用ADAMS软件进行展开机构的动力学仿真,研究了间隙大小对折叠翼展开机构碰撞力的影响.结果表明,在折叠翼展开过程中,间隙的存在导致随机碰撞发生,随着间隙的增大,碰撞力幅值会加大,进一步影响机构的动力学特性.     

考虑铰间隙的折叠翼展开机构展开过程碰撞动力学仿真分析

基于“二状态模型”的非线性等效弹簧阻尼模型,建立折叠翼展开机构的铰间隙碰撞模型,利用ADAMS软件对折叠翼展开机构的展开过程动力学进行仿真分析．包括间隙大小和间隙摩擦在折叠翼展开机构展开过程中引起的碰撞力变化规律。结果表明,在折叠翼展开机构整个展开过程中,由于间隙的影响,产生随机持续的碰撞力;随着间隙增大,碰撞次数减少,碰撞力幅值有增大的趋势;摩擦加快系统能量的损耗,一定程度上抑制了间隙碰撞次数和展开机构动力学扰动效应。     

基于有限单元法车辆车体结构优化设计

铰接车可以提升车辆的转向性能,但车体受力情况复杂.针对铰接车进行整体受力分析,对不同的子结构重力分析进行分析,获取整车的重力点,在此基础上对前后车体在插入工况、前轮离地工况等进行受力分析;基于有限单元法建立前后车体的有限元模型,分析在整车满载前轮离地工况,前后车体的强度和变形分析,获取应力分布极值点,对设计方案进行检验;根据分析结果,对车体结构进行优化;采用直角应变片法,对优化后的车体应力分布进行测试,在后车体极值点粘贴应变片,获取应力变化曲线,对比测试值与仿真值之间的差异,以检验分析的可靠性.结果 可知:在插入工况和前轮离地工况,前车体和后车体的强度满足要求,但局部位置存在应力集中的现象,其中应力值较大的部位主要集中在后车体的上、下铰接板处;两处测点的最大值分别为121MPa和63MPa,与仿真值相比误差分别为3.45％和6.10％,均小于仿真值,表明优化方案是可行的,降低了极值点的应力值,同时也表明仿真分析是可靠的.为此类设计提供参考方案.     

考虑共因失效的折叠翼展开机构可靠度分析

共因失效问题是系统可靠性研究的重要内容之一,而在目前的机构运动可靠性分析中往往忽略了共因失效效应。由于影响机构运动的外部因素(载荷)与机构运动参量(运动所需时间)是不同量纲的物理量,因此目前还没有类似于"应力-强度"干涉模型这样简单有效的机构可靠度模型。通过试验与仿真相结合的方式建立折叠翼展开机构虚拟样机,并用Monte-Carlo仿真方法验证了多组折叠翼展开机构组成的系统存在共因失效现象,提出一种新的考虑共因失效效应的机构系统可靠度模型。新模型根据概率统计平均的意义重新解释了两个随机变量干涉分析的基本概念,并将其拓展为给定风速下的折叠翼展开机构条件可靠度的随机风速加权平均模型,从而得到单个折叠翼可靠度计算模型。又因为在确定的风速下系统中各折叠翼展开时间为独立同分布随机变量,将系统中各折叠翼条件可靠度在全部可能的风速范围内进行统计平均即可得到机构系统可靠度模型。算例分析表明新模型可以在考虑共因失效的条件下精确计算展开机构系统可靠度,并且在应用时只需要得到几个确定性风速下展开时间的分布来预测系统可靠度,便于工程应用。     

“一字型”折叠翼展开试验与仿真验证分析

以某"一字型"折叠翼展开机构为研究对象,应用研制的折叠翼展开试验装置,进行了不同转矩下的展开试验,得到了其关键性能参数变化规律。参照"一字型"折叠翼展开机构原理样机的实际几何参数、物理特性及约束条件,在ADAMS中建立其虚拟样机模型,通过仿真分析得到了对应驱动力下折叠翼的运动参数和展开性能参数的变化规律。对比分析仿真与试验结果可知:弹翼能及时展开到位,准确定位、可靠锁定,且展开过程中各部件之间无干涉,满足设计要求。     

双气门配气机构布置方法的应用与测试研究

基于配气机构的运动学原理,构建了一种双气门配气机构布置方法。以发动机动态气门升程为目标,对某柴油机的布置方案展开优化计算,得到最优的布置方式;并以此进行动力学测试。测试结果表明,优化后方案有效地提高了气门升程的一致性。     

一种用于折叠翼飞机的行星齿轮机构动力学分析

针对折叠翼飞机的折叠机构,在齿轮啮合机构基础上提出一种行星齿轮传动机构实现机翼折叠,利用ADAMS软件对两种机构进行了动力学仿真分析.通过对两种机构的对比分析,证明针对折叠翼飞机设计的行星齿轮机构较原齿轮啮合机构能够有效减小齿轮间的接触力,改善机构的运动平稳特性,降低对驱动电机转矩的要求,有利于提高机构的效率.经仿真分析,证明所设计的行星齿轮传动机构可作为折叠翼飞机的折叠传动机构方案.     

机翼模型应变场分布式光纤监测与重构方法

针对飞行器机翼结构应变场重构问题,提出了一种基于分布式光纤传感器与模态叠加原理相结合的大展弦比机翼缩比模型应变场监测与重构方法。借助ANSYS有限元分析软件,数值模拟得到大展弦比机翼缩比模型在不同载荷下应变分布与应变模态振型。在此基础上,通过在大展弦比铝合金机翼缩比模型展向设置光纤Bragg光栅传感器,实时采集应变分布与变化信息,结合数值仿真得到机翼模型应变模态振型,重构机翼缩比模型应变场分布,应变反演平均误差约为7%。研究结果表明,本研究方法具有非视觉测量、实时性好以及反演精度较高等优点,能够为及时准确获取飞行器翼面应变场分布信息,进而实现机翼气动载荷计算与疲劳寿命预测提供技术支撑。     

机轮螺栓力矩加载机构拓扑优化及瞬态分析

飞机机轮螺栓力矩是影响飞机起降的关键因素.研究设计了一种机轮螺栓力矩加载机构,并基于机构的理论危险工况,对其框架组件进行静力学分析.采用拓扑优化的方法对主要框架结构进行优化,并对优化后的框架组件进行静力学分析和两种工况下的瞬态动力学分析.计算结果显示,优化后的框架组件强度、刚度均满足要求,质量减少32.8％,为民航特种...     

空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构设计及其运动特性分析

提出新型空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构,分析其工作原理,确定其相关技术参数。基于解析法与反转法,对折叠翼面展开机构的功能执行部件———空间圆柱凸轮机构进行了运动规律设计和包括凸轮槽道廓线、压力角及廓线曲率半径的设计,建立了折叠翼面展开机构展开运动学理论模型并进行了求解,结果证明折叠翼面展开机构符合设计要求,其运动规律设计正确。     

折叠变体飞行器风洞试验模型设计与可靠性分析

特种高速风洞试验模型设计一直是风洞试验领域的难点问题.针对某变体飞行器高速风洞试验任务提出的运动性能指标,设计开发了可控的折叠变体试验模型,对其设计方案及工作原理进行了阐述,并对传动机构进行了优化设计,而后对传动机构进行了可靠性分析与计算.结果表明该试验模型能够对机翼折叠变体角度进行连续、稳定和精确控制,完全达到了设计要求的各项指标.     

副翼六杆机构优化设计研究

研究带约束六杆机构的优化设计问题,针对其在机翼中的特殊构造,提出解析求解该机构的一种新算法。以该算法求解输出和期望输出构成最小二乘为目标函数,以六杆机构3个可动铰点坐标值为设计变量,建立满足其在飞机副翼操纵系统中约束的优化模型。利用复合形法求解该模型,并通过典型算例的验证,表明优化模型的合理与该新算法的可靠、高效。     

模拟高性能飞行器翼面结构形态的非视觉检测

针对高性能飞行器实验模型结构的翼面形态感知与重构技术要求,提出一种基于光纤光栅传感器阵列的翼型结构形态实时检测与可视化重构方法。首先,在分析光纤光栅结构曲率检测技术的基础上,进行基于分布式曲率感知信息的翼面结构形态实时重构算法研究;其次,针对实验模型结构振动响应特性与有限元分析结果,研究分布式光纤光栅传感器阵列优化布置方案;最后,构建飞行器模型结构实验平台与开发可视化软件环境,进行翼面结构静态形变与振动形态实时感知与重构实验分析与验证。结果表明,实验模型翼面结构形态实时感知与重构效果良好,较精确地反映了结构静态形变与振动形态的变化,验证了所提非视觉结构形态检测方法与技术的可行性与有效性。     

Optimizing the qusai-static folding and deploying of thin-walled tube flexure hinges with double slots

The thin-walled tube flexure（TWTF） hinges have important potential application value in the deployment mechanisms of satellite and solar array, but the optimal design of the TWTF hinges haven＇t been completely solved, which restricts their applications. An optimal design method for the qusai-static folding and deploying of TWTF hinges with double slots is presented based on the response surface theory. Firstly, the full factorial method is employed to design of the experiments. Then, the finite element models of the TWTF hinges with double slots are constructed to simulate the qusai-static folding and deploying non-linear analysis. What＇s more, the mathematical model of the TWTF flexure hinge quasi-static folding and deploying properties are derived by the response surface method. Considering of small mass and high stability, the peak moment of quasi-static folding and deploying as well as the lightless are set as the objectives to get the optimal performances. The relative errors of the objectives between the optimal design results and the FE analysis results are less than 7%, which demonstrates the precision of the surrogate models. Lastly, the parameter study shows that both the slots length and the slots width both have significant effects to the peak moment of quasi-static folding and deploying of TWTF hinges with double slots. However, the maximum Mises stress of quasi-static folding is more sensitive to the slots length than the slots width. The proposed research can be applied to optimize other thin-walled flexure hinges under quasi-static folding and deploying, which is of great importance to design of flexure hinges with high stability and low stress.     

全自动可调角度的随动测力装置设计

火箭弹作为一种武器,其尾翼多采用折叠翼片.翼片在展开的过程中,其摩擦力是重要参数,对每个翼片的摩擦力需要进行测量并记录.针对火箭弹折叠尾翼的测力要求,设计出了一种全自动随动测力装置.此装置的夹紧钳可自适应夹紧较复杂的折叠翼翼面,以提高夹紧可靠性;随动测力装置可沿着折叠翼展开轨迹,准确测出折叠翼展开过程中的实时拉力值.通...     

Real time linear simulation and control for small aircraft turbojet engine

The performance of the aircraft gas turbine engine requires optimization because it is directly related to overall aircraft performance. In this study, a modified DYNGEN, a nolinear dynamic simulation program with component maps of the small aircraft turbojet engine, was used to predict the overall engine performance. Response characteristics of various cases, such as 6%, 5% and 3% rpm step models and the real-time linear model of the interpolation scheme within the operating range were compared. Among them, the real time linear model was selected for the turbojet engine with nonlinear characteristics. Finally control schemes such as PI (Proportional-Integral Controller) and LQR (Linear Quadratic Regulator) were applied to optimize the engine performance. The overshoot of the turbine inlet temperature was effectively eliminated by LQR controller with the proper control gain K.