双联装火箭发射系统动特性研究

弹架系统的动态特性对火箭的发射精度影响较大，本文结合双联装火箭发射系统，建立了一个八自由度弹架系统模型，给出了运动方程的求解方法，对系统的动态特性进行了初步研究，分析了各因素对初始扰动的影响，为发射系统设计提供理论依据。     

高速入水子弹气动发射架设计建模

研究了一种用于研究子弹在不同角度高速入水的气动发射架。主要从发射架结构构成、发射原理分析和计算机模拟等方面对发射架进行分析。建立了子弹发射过程的数学模型,选用Matlab软件对模型分析求解,得出了子弹速度的时域变化曲线。通过改变发射边界参数,对比得出各参数对子弹发射的影响。对子弹在不同角度下高速入水研究进行技术储备和参考,同时也为气动发射架的设计提供理论依据。     

水下枪械内弹道基本方程组的建立及MATLAB仿真

介绍了水下枪械发射的技术特点,分析了水下枪械内弹道与常规枪械内弹道的差异,以弹丸和枪管内水柱作为受力体建立了水下内弹道的简化模型,推导出了水下枪械内弹道基本方程组。利用MATLAB软件对其进行仿真得到的 p-t,v-t,p-x曲线与实验所得到的曲线具有较好的一致性,为水下枪械的设计提供了一定理论依据。     

一种抱弹机构非线性静力学分析与结构优化

抱弹机构是火炮供输弹系统中一种重要的锁弹装置,其主要作用是对弹丸起约束定位作用,防止弹丸受到振动冲击发生移动,同时在输弹前能有效将弹丸解锁,保证输弹动作的顺利进行。文章针对一种具体的抱弹机构进行了受力分析,采用了试验和仿真结合的分析方法,建立了非线性静力学模型,结合试验中抱弹爪的塑性变形量,仿真计算出非线性静力学状态下的等效作用力,并将该等效作用力作为优化输入性条件,结合参数化建模技术,建立参数化仿真优化平台,对抱弹机构进行结构优化,优化结果显示抱弹机构的最大应力值453.3MPa,应变值0.09mm,处于使用材料弹性应力应变范围内,满足使用要求。     

多体系统发射动力学进展与应用

现代战争对诸如多管火箭、火炮、坦克、装甲车辆等常规武器的射击密集度的要求不断提高。射击密集度差、试验用弹量大、发射不安全成为制约现代常规武器发展的难题。武器射击密集度和发射安全性取决于武器系统动力学规律,发射动力学作为研究武器系统发射过程中受力和运动规律的一门新兴学科分支,在国际上已成为提高武器射击密集度和发射安全性的新技术突破口。针对上述情况,介绍了多体系统发射动力学理论与技术进展及其在武器射击密集度和安全性设计与试验中的应用,为武器射击密集度和安全性设计与试验提供新理论与技术。     

火炮射击冲击载荷模拟装置的建模与仿真

为了研究火炮发射时的动态特性,利用气动原理设计了一种能够模拟炮膛合力冲击载荷的实验装置,描述了该装置的结构及其工作原理,运用热力学理论和牛顿运动定律建立了工作过程的数学模型,在此基础上,利用龙格-库塔方法求解常微分方程组,进行了数值模拟,得到了该装置工作过程中身管冲击载荷变化曲线及炮管运动状态曲线,并对设计参数对冲击载荷曲线变化的影响进行了分析。仿真结果表明,该装置从理论上可以较好地模拟火炮发射时的炮膛合力,满足设计要求,通过仿真计算可以对设计参数进行优化,以获得失真率较小的冲击载荷曲线,从而满足不同型号火炮射击模拟的仿真要求。     

火炮发射膛内过载试验研究

利用火炮发射弹丸侵彻土壤靶,对膛内过载进行试验研究。采用压电和压阻式加速度传感器,通过回放弹载加速度存储仪,得到弹丸膛内过载曲线,经过数据处理得到弹丸膛内时期的速度、行程曲线和传感器的频谱曲线。结果表明,试验值与实测值基本符合,且传感器的有用信息主要集中在4 kHz频率范围内。该研究结果为内弹道测试提供了一种新的手段。     

大口径快速密闭窗口的设计及测试

针对大口径宽波段高能激光发射系统使用环境复杂、激光发射间歇时间长,晶体窗口无法满足使用要求等情况,为发射系统设计了一套快门式机械窗口。该机械窗口采用聚氯乙烯(PVC)薄板作为防尘罩,利用弹簧和密封环组成半固定式滑槽,采用步进电机驱动。利用圆形薄板的大挠度变形原理,建立了防尘罩挠曲变形量与正压风载间的非线性微分方程;以中心挠度为摄动参数用摄动法求解微分方程,获得防尘罩挠曲变形量与风压载荷间的关系,并进一步求出电机的负载扭矩。由于电机的输出扭矩是一定的,为了使防尘罩抗风载能力达到最大,利用电机负载与防尘罩挠曲变形量间的解析关系式进一步优化了防尘罩的弯曲刚度。实际测试结果显示,防尘罩挠曲变形量的求解误差不超过15%;当防尘罩弯曲厚度为0.8mm时,防尘罩可以抵御12m/s风载作用,电机负载扭矩为0.34Nm;开启与关闭的最短时间小于3s,窗口运行可靠,符合设备使用要求。     

考虑滑流效应的静气动弹性分析研究

随着电推技术的快速发展,分布式螺旋桨推进技术在中小型飞行器中的应用研究更加深入。针对大展弦比机翼柔性较大、变形大问题,开展螺旋桨滑流效应与机翼弹性变形的复杂气动结构耦合研究。基于自研CFD软件,采用激励盘代替螺旋桨计算定常气动力,通过RBF方法进行气动力和位移的双向插值,结构计算基于开源程序TACS,完成分布式多旋翼-机翼静气弹分析方法及程序的建立。重点研究螺旋桨旋转方向和转速对机翼气动特性的影响,结果表明,螺旋桨顺时针旋转时阻力更大,旋转方向对机翼升力和变形量影响较小;螺旋桨转速越高,翼尖位置处的静气弹变形越明显,导致机翼表面的气动力重新分布。     

某发射动力系统工作过程仿真

对燃气蒸汽式发射动力系统进行工作过程仿真.在此基础上进行数值模拟,计算发射筒内的温度、压力,以及导弹运动的速度、加速度和位移随时间的变化情况,研究其变化规律.计算结果可供相关研究参考.     

分瓣式气动弹射灭火弹发射强度分析与试验

根据实际参数计算灭火弹的受力情况,采用有限元分析软件对弹体的发射强度进行分析。结果表明:灭火弹最大应力位置位于弹头与分瓣弹身的边缘处,最大等效应力小于105 MPa;灭火弹最大塑性变形为0.010715 mm,总变形为0.9659 mm,均能够满足发射强度要求。进行发射试验结果表明:灭火弹工作正常,出膛后灭火弹未发生零部件破损,验证了结构设计的合理性。     

小口径防空火炮内膛往复振动式气动擦拭机器人设计

针对小口径防空火炮的内膛特殊擦拭要求,进行了往复振动式气动擦拭机器人的机构优化设计与关键技术研究,设计一种往复振动式气动擦拭机器人主机,构建“通用气源+滑块式气动振动器+型号毛刷”的配置架构,在通用空压机供气下,通过更换不同直径毛刷可满足对30mm、35mm和37mm系列小口径来复线炮膛的擦试保养;运用仿真软件进行了关重件的运动仿真和有限元分析,并进行了样机擦拭实验。结果表明,小口径防空火炮内膛往复振动式气动擦拭机器人设计与应用,可提升小口径防空火炮内膛平时和战时擦拭保养能力。     

无人机气液压弹射系统动摩擦力仿真与试验

介绍了基于蓄能器、液压马达驱动无人机(UAV)发射的气液压弹射系统,建立了系统各主要部分的数学模型。基于AMESim仿真软件搭建了弹射系统的仿真计算模型,评估了动摩擦力对无人机末端弹射速度的影响,拟合出末端弹射速度-动摩擦力曲线。在试验样机上对动摩擦力进行测试,得出设备的动摩擦力和动摩擦系数。研究表明,设备的动摩擦系数会因发射角度的增大而降低,影响无人机的最终发射速度,进而影响到弹射成功率。为后续弹射系统的仿真、试验和优化提供了参考。     

某水下航行器电机支架的动力学分析

振动噪声是水下航行器的重要指标,水下航行器的电机支架是振动传递的关键,因此以某水下航行器电机支架为研究对象,采用CAD软件Sol-id Edge建模,用有限元软件ANSYS Workbench对其进行动力学分析,包括模态分析和谐响应分析。通过有限元计算得到电机支架的固有频率和对应的振型,进而计算出结构的频率响应曲线,分析峰值频率对应的应力与变形,找出电机机架的共振频率,最后评估水下航行器电机支架的动态性能,为支架进一步结构设计提供了理论依据。     

薄板件台阶孔冲压冷锻组合工艺的数值模拟

针对构想的一种薄板件台阶孔冲压冷锻组合工艺,应用金属塑性加工有限元模拟的关键技术,包括几何模型、材料断裂破坏、网格划分等,用DEFORM-3D软件对此种薄板件台阶孔的冲压冷锻组合变形进行数值模拟。得到了工件材料的等效应力、应变分布,速度场和力—行程曲线。提出细观变形过程可分为冲头小直径处冲孔、冲头大直径处压凹和闭式模锻三个阶段的认识,分析组合工艺特点和材料成形性能。用料厚为2.35 mm的AL-1100铝板材料进行工艺试验,获得了清晰的台阶孔形状,验证了数值模拟的认识。     

某投掷式干扰机的结构设计

以炮弹为运载平台将干扰机投掷到目标区需完成炮射、空中开舱、落地、天线展开等系列动作,才能有效地开展后续工作。文中介绍了干扰弹的组成和工作流程,通过仿真分析、优化结构设计、结构设计创新、采用灌封工艺、静态和动态试验相结合等手段,进行工程化设计。试验结果表明,干扰机能可靠有效地工作,达到了设计要求。     

客车制动系统动态模型研究及试验验证#br#

针对客车气制动系统动态响应研究不足的问题,运用计算机仿真建模技术,建立了制动系统关键部件全参数仿真模型。其关键部件包含制动阀、继动阀、膜片制动气室、气压管路。在数学推导的基础之上,引入了AMESim多领域仿真建模软件,避免了复杂的多变量、非线性的数学关系推导,模型可用于客车气制动系统多参数仿真模拟与设计。为验证模型的准确性,设计了一套整车制动模拟试验台,对气制动系统动态响应和各零件响应输出协调性进行试验验证。仿真结果与试验结果对比表明两者相吻合,并分析得出了气制动系统响应迟滞的主要因素为制动气室的橡胶膜片形变引起,为气压制动系统性能研究及匹配性分析奠定了基础。     

基于多翼型特征的非奇异变形感知方法研究

针对传统变形感知方法在复杂翼型结构中常见的病态、奇异等问题，提出了一种基于多翼型特征的非奇异变形重构模型。依据Timoshenko梁变形理论，采用依存插值技术离散单元位移场，建立理论截面应变与测量应变的最小二乘变分函数，推导单元节点变形与测量应变的积分重构模型。该模型的位置无关性有效消除评估截面选取不当引起的奇异，增强重构模型在复杂翼型结构中的适用性。同时，针对应变传感器服役期间常见的环境扰动，以重构精度与鲁棒性为评估指标，建立自适应多目标粒子群优化模型。实验结果表明，提出的重构模型整体测量精度较高，在机翼变形量小于20 mm范围内最大绝对误差为0.26 mm,最大相对均方根误差为0.42%;当变形量增大时，绝对误差随之增大，但相对均方根误差不超过3.5%。因此基于多翼型特征的非奇异变形重构模型能够满足机翼实时重构需求，有效扩展变形感知方法在复杂结构中的应用价值。     

气动应变能蓄能器充放气动态特性仿真与实验分析

气动应变能蓄能器是一种能量储存与供给装置,充气膨胀时以拉伸橡胶材料的应变能和压缩空气能的形式储存能量。影响储能的因素主要是橡胶材料的应变和装置内气体的压力。基于有限元分析软件,采用流固耦合方法模拟橡胶气囊充放气过程,获得不同充气流量、橡胶气囊壁厚、刚性护罩内径下橡胶气囊的膨胀压力、膨胀体积和储能特性。最后,基于所搭建的应变能蓄能器充放气试验台,进行了不同工况下蓄能器的压力和能量性能测试。结果表明,该蓄能器特性仿真分析方法是有效和正确的,为指导气动应变能蓄能器定量设计奠定了良好的基础。     

某机动式雷达天线阵面结构优化设计方法研究

文中提出了机动式雷达天线阵面结构正向设计方法,对雷达天线阵面进行了轻量化设计.应用经典力学求解天线阵面在静力学工况下的最大应力和变形,将此作为优化约束条件,将阵面质量作为优化目标,建立天线阵面的数学模型,用遗传算法进行第1次设计优化,得到天线阵面的初始结构参数综合考虑静力学工况与动力学工况,进一步用ANSYS系统的APDL建立参数化有限元模型,进行第2次优化,得到天线阵面的结构参数.文中对某型号的机动式雷达天线阵面进行了正向设计,并将优化结果与该雷达现有设计结果进行了分析对比.结果表明该正向设计方法合理,轻量化效果明显.