尾翼式柔性弹箭飞行稳定性研究

建立了低速旋转的尾翼式弹箭飞行运动和柔性弯曲变形耦合的动力学模型和一般运动方程组，以梁的弯曲理论为基础，推导了柔性弹箭的弯曲变形方程，在准静态变形条件下推导出了柔性弹箭的攻角运动方程，并由此获得了尾翼式柔性弹箭的静态稳定性条件和动态稳定性条件，从中可以看出柔性变形对弹箭飞行稳定性的影响，为大长细经弹箭的设计提供了重要的理论依据。     

大长径比弹箭飞行中的共振条件研究

从弹簧空间摆动和弹性振动耦合的动力学模型出发，对弹箭飞行过程中的共振不稳定性问题进行了研究。在非动态耦合的情况下，得到了一阶弹性振动的共振频率和共振条件。在考虑动态耦合时，推导了一阶振动模态下的频率方程，建立了用于求解N阶振动模态下共振频率的特征矩阵。     

柔性弹丸飞行动力学研究

建立了大长细比弹丸刚体运动和柔性弯曲变形耦合的动力学模型；定义了柔性弹丸的平均弹轴系和刚体运动；以梁的弯曲理论为基础，推导了柔性弹丸的弯曲变形方程。在准静态变形条件下给出了柔性弹丸的攻角运动方程及其解，并由此获得了柔性弹丸的静态和动态稳定性条件，从中可看出柔性变形对弹丸飞行稳定性的影响，为长大细比弹箭的设计提供了重要的理论依据。     

细长弹箭气动弹性稳定性研究

本文从弹箭空间摆动和弹性振动耦合的动力学模型出发，利用拉普拉斯交换方程对飞行弹箭的气动弹性稳定性进行了研究。在一阶大气压 动模态情况下得到了气动弹性的静态稳定性条件。并根据胡尔威茨判别法，推导出了动态稳定性条件和确定了动态稳定区域图的形式。     

柔性飞行器飞行动力学与结构动力学耦合分析方法

柔性飞行器的刚体运动和弹性变形相互之间存在耦合影响.为实现柔性飞行器的运动和结构内力的耦合求解,利用Lagrange方程推导柔性飞行器的刚体运动弹性变形耦合方程,其中弹性变形部分利用柔性体的弹性模态来描述;通过算例研究柔性对飞行器运动轨迹和姿态的影响以度刚体运动对结构内力的影响,验证了刚体运动方程和结构动力学方程耦合求解的必要性.     

考虑刚体运动与弹体变形耦合效应的旋转导弹动力学建模

旋转导弹结构细长,具有较大弹性,结构低频振动易与刚体运动相互耦合。为更好地研究旋转导弹的动力学特性,对考虑刚体运动与弹体变形耦合效应的旋转导弹动力学建模问题展开研究。引入瞬态坐标系,在该坐标系下利用拉格朗日方程建立弹性旋转导弹的惯性耦合完整模型。该模型考虑了弹性变形对质量特性的影响,能够完整描述刚体运动和弹性变形间的耦合效应。在不同假设下,将惯性耦合完整模型简化后可得到弹性耦合简化模型和非惯性耦合模型。仿真分析结果表明：相对于其他两种简化模型,惯性耦合完整模型能够更全面地描述旋转导弹的运动,而刚体运动与弹体变形耦合效应在旋转导弹建模和分析中不可忽略,需要加以考虑;在旋转导弹运动稳定情况下,3种模型的差别主要体现在姿态运动上,而在弹性变形上的差别可以忽略。     

车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真

为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明：提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。     

大长径比弹箭在飞行时的柔性变形特性分析

对于远程火箭和杆式穿甲弹这类细长飞行体来说 ,随着弹体长径比的增大和飞行速度的提高 ,其在空中的柔性变形已经不可忽略 ,变形的大小可能远超过弹箭设计时所允许的公差 ,将严重影响弹箭的飞行性能。本文提出了大长径比弹箭在飞行时柔性弯曲的动力学模型和有限元模型 ,并对柔性变形进行了仿真分析 ,讨论了飞行速度和长径比等参数对飞行体变形的影响。研究结果对细长弹箭的设计具有一定参考价值     

细长杆异型截面弹芯的运动方程组

异型截面弹芯由于其弹体长径比大和飞行速度高，在空中的柔性变形已不可忽略。为此，文中建立了异型截面弹芯柔性变形时弹轴运动的微分方程，以便分析柔性变形对杆式弹飞行性能的影响，特别是对异型截面弹芯的运动稳定性的影响。     

弹体结构变形对发射起始扰动影响研究

对长细比较大的倾斜发射式火箭弹,在进行发射动力学计算时,除考虑外部影响因素外,还应该考虑火箭弹弹体自身的弹性变形引起的横向振动对起始扰动的影响.为了研究某型火箭弹的横向振动特性对发射过程俯仰角运动的影响,采用传递矩阵法建立了火箭弹的横向振动模型,分别进行了多刚体和刚柔耦合发射动力学仿真.通过发射动力学仿真结果及试验测试结果对比,发现弹体的横向振动特性对该火箭弹发射过程中俯仰角方向运动具有比较大的影响.     

柔体火箭弹道模型的建立

以低速旋转的尾翼式火箭为研究对象，以梁的弯曲理论为基础，进行微元体和刚体的受力分析，推导出柔性火箭的弯曲变形方程，建立了柔性火箭飞行运动和柔性弯曲变形耦合的动力学模型。     

Dynamic Study on Rigid and Flexible Coupling System for Terminally Sensitive Submunition

A kinetic model of the rigid and flexible coupling system for terminally sensitive submunition is set up with Kane＇s method. The parachute is considered as a flexible body, the flexible displacement is expressed with modal spread method, the position of the parachute is expressed with a hybrid coordinate method, and the kinematics of the terminally sensitive submunition is analyzed. Ten generalized coordinates relative to the attitude of the terminally sensitive submunition are chosen, and the correlative generalized active forces, the generalized inertial forces, the generalized internal forces are calculated in turn. On the base of the Kane＇s method, the ten degrees of freedom dynamic equations for the coupled terminally sensitive submunition are finally set up. This model can be used to expediently simulate and analyze accurately the exterior ballistic trajectory of terminally sensitive submunition, and provide the overall design of the terminally sensitive submunition with some helpful references.     

火炮多柔体动力学结构优化研究

针对现有动力学优化方法很难对多体系统中的柔性体进行结构优化的问题,提出结合多学科代理模型法和改进的非支配排序遗传算法的多柔体动力学优化方法。以火炮炮口振动参数为输出,柔体模态参数和部分火炮总体参数为输入,在已验证的多体刚柔耦合模型的基础上,采用径向基函数-反向传播神经网络建立了具有良好泛化能力和预测精度的代理模型。利用改进的非支配排序遗传算法对各炮口振动参数进行动力学优化,采用max-min准则从优化得到的Pareto最优解集中优选出一个较为兼顾各优化目标的解,与原模型结果对比,优化效果明显。该方法能用于火炮多柔体动力学结构优化,也为火炮总体结构设计和相关优化提供了一定的参考。     

高速柴油机曲轴扭转-纵向耦合振动的研究

本文研究了高速柴油机轴系的扭转-纵向耦合振动的机理和计算方法.分析了高速车用柴油机曲轴耦合振动的机理,建立了多质量模型的扭转及扭-纵耦合振动相结合的矩阵方程,并分析了其解析方法.采用新设计的三维振动测量装置对某直列六缸柴油机曲轴自由端的纵振进行了实际测量,与计算结果相比吻合.说明本文提出的分析高速车用柴油机曲轴扭-纵耦合振动模型是合理可行的.     

基于动力学仿真的外弹道模块开发

基于动力学仿真的外弹道模块,以弹丸为研究对象,考虑初始条件、气象条件、阻力系数等因素,通过对弹丸运动过程的受力分析,借助ADAMs仿真软件来求解弹丸质心运动方程组.身管动态响应和振动分析后所得的数据可作为弹丸运动的初始条件,并用此模块来计算武器系统射击精度.     

固体火箭发动机结构轴向振动对内弹道影响

文中研究了固体发动机结构的轴向振动对燃烧室内弹道性能的影响。在一维非定常内弹道方程中,考虑了结构轴向振动及侵蚀燃烧的影响。在给定强迫振动模型的情况下对不同频率的轴向振动的内弹道方程进行了数值模拟。结果表明发动机轴向振动对燃烧室内弹道有着显著的影响。