节能车车架设计研究

以改善车架振动为车架设计的目标,利用ProE和HyperMesh软件建立整车三维有限元模型,使用AN-SYS软件对整车进行模态和谐响应分析.对比仿真与实验结果,验证了有限元模型的正确性.分析谐响应结果得到共振频率,对相应模态进行分析并找出引起振动的原因,以此为依据进行车架优化.对比分析改进前后的谐响应结果,节能车车架振动得到明显改善,有利于提高乘车舒适性.     

基于行波法的有限加肋板耦合运动研究

为研究板与加肋条的耦合运动特征,采用行波法和模态叠加法,根据板与加肋条的不同耦合连续性假设,建立3种耦合模型,即板-附加质量模型、板-欧拉梁模型和板-板-欧拉梁模型,此时3种耦合模型对应的加肋条分别为阻振质量、扁钢和T型材。根据行波法推导有限加肋板耦合结构的动力响应表达式,并自编Matlab程序进行振动响应计算,通过对比有限元数值计算结果与行波法半解析计算结果,验证该行波法解法是计算耦合结构振动响应的有效方法。对3种耦合力学模型的对比研究,根据耦合连续性假设分析结构刚度项对响应的影响,说明在低频范围内,结构刚度项对结构的动力响应影响较小,但随着频率的增大,结构刚度项对结构动力响应影响增大。对板厚和损耗因子进行参数分析,计算结果表明：随着板厚增加,板的模态数变少;在共振频率附近,随着损耗因子的增加,结构输入功率流和传递功率流的峰值降低;损耗因子的改变对结构的固有频率影响不大。     

全地形车车架动态特性分析与减振研究

通过建立全地形车的有限元模型,进行计算模态和实验模态研究,对二者结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性,同时得到车架振动的固有频率和振型;结合发动机的振动特性,分析其振动对车架动态性能的影响,由谐响应分析得到车架各部位的振动情况,提出了避免发动机与车架共振的方案,对比改进前后车架位移的响应幅值,验证该减振方案的正确性。     

弹架系统振动响应特性测试

为给空空导弹与发射装置的振动防护设计提供振动响应数据,本文选取GJB150规定的组合式外挂系统振动条件,对某型发射装置与空空导弹进行随机振动响应测试。采用前、后挂点两点平均值激励控制,得到发射装置6个测试点、导弹12个测试点的功率谱密度和均方根加速度响应值。试验结果表明:(1)发射装置与空空导弹每个位置上的振动响应随激励载荷的增大而增大。(2)发射装置靠近前后挂点的响应放大较小,前端后端放大较大,呈现双悬臂梁特征。(3)导弹除了2个测试点之外均小于激励载荷,呈现吸收能量的细长柔软弹性体特征,增大的测试点为弹体的振动模态响应结果。     

流固耦合作用下某双层结构燃料贮箱动力学特性分析

为了研究某姿控发动机双层结构燃料贮箱在升空过程中振动冲击对贮箱的影响,利用流固耦合理论对空载和充液两种条件下的贮箱进行了模态分析、频率响应分析和冲击响应分析。计算出了两种条件下贮箱的模态频率、模态振型;获得了两种条件下贮箱的频率响应特性;得到了两种条件下贮箱冲击响应曲线。     

某型机枪结构动力修改预分析

机枪的固有振动特性是影响其射击精度的重要因素之一。采取有限元预分析辅助模态试验方案的制定，建立了基于LMS系统的模态试验系统，对某型机枪进行了模态试验，并与有限元模型计算结果进行了对比，两种方法的结果基本一致。利用机枪结构模态试验分析的结果，计算出机枪结构第一阶固有频率对质量和刚度的灵敏度，对其进行了分析并对结构修改前后枪口点的响应特性进行了仿真计算与分析。结果表明，结构修改后机枪的射向一致性更加合理。     

某型多管火炮的振动模态分析

为研究某型多管火炮的振动特性，在其几何模型基础上，提出了该型火炮模态分析方法，确定了试验点。基于SC310W多通道数据采集系统，组建了该型火炮的模态分析系统，利用锤击法对该系统进行了模态试验，获得了冲击激励力与振动加速度响应信号与频谱及其频率响应函数。利用稳态图法，获得了前7阶系统的振型及各阶振动频率，并给出了模态分析的置信因子。     

探空火箭箭头随机振动仿真分析

以探空火箭箭头为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench对结构的模态及随机振动响应进行仿真分析,得到箭头的模态、随机振动响应谱、加速度均方根值、应力云图等,并与试验结果进行了对比,验证了仿真方法的正确性.仿真分析方法弥补了箭头随机振动试验手段的不足,得到更多的随机振动响应数据,并对箭头应力、变形、设备安装结构振动响应、测点位置影响等进行了分析,对箭头动态强度设计、设备与箭头振动试验方案设计等均有参考意义.     

机电复合传动高线速转子-行星齿轮系统耦合振动特性

机电复合传动系统作为未来传动形式的主要发展方向,有着传递功率大,运转速度高等特点。在运行过程中转子自身由于高转速所带来的振动会与行星齿轮啮合时产生的振动相互影响,从而形成转子-行星齿轮系统耦合振动过程。建立了机电复合传动转子-行星齿轮系统耦合振动动力学模型,分析了不同转速下转子-行星齿轮系统振动特性,开展了转子-行星齿轮系统模态分析并将模态分析结果与振动特性进行了对比,通过研究转子-行星齿轮系统的振动特性,揭示了系统振动随转速升高而增大,在经过一定转速区间时振动会维持在一定水平内,随着转速继续升高,系统振动又将逐渐增大。通过研究得到了齿轮系统与驱动电机转子耦合作用下的振动特性,为机电复合传动系统高速化设计提供了理论依据。     

高精度内圆磨床整机集成优化设计研究

机床结构动态优化设计是提高机床加工精度的关键。本文建立发内圆磨床整机有限元模型，分析了原磨床在结构上的缺陷；修正了主要结构部件的模态频率，使其模态频率分离，避免了部件集成整机时由于整机的激励频率接近部件模态频率出现整机振幅增大现象。以整机第一阶模态下磨头与工件之间振动模态相对位移值作为整机动态性能的评价指标，采用模态力法找出机床结构的薄弱环节，并对其进行优化。优化后的磨床与原型相比，第一阶固有频率提高17％，对应的磨头与工件振动模态相对位移量降低10％，磨头处的响应位移量在第一、二阶频率处下降28％和41％，实现了磨床的动态优化。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

基于CFD的大跨度桥通载过程颤振稳定性分析

大跨度桥的风致动力响应是抗风设计中的关键问题。为缩短装配式钢桁架桥的设计周期、降低成本,采 用数值模拟的方法对钢桁架桥通载过程颤振稳定性进行分析。采用计算流体力学与动网格技术建立数值风洞,构建 钢桁架桥通载过程的2 维仿真模型,模拟桁架桥通载过程的分状态强迫振动,以2 维3 自由度耦合颤振分析方法为 理论依据,仿真分析某型装配式钢桁桥通载过程的断面绕流场和桥梁上颤振自激励,识别出颤振导数,并得到通载 过程颤振临界风速。结果表明：仿真结果与风洞实验结果一致,证明该方法是可行、可靠的,可为以后工程应用奠 定基础。     

装配式钢桁架桥三分力系数的数值仿真

为克服风洞试验存在周期长、成本较高、设备复杂等不足,采用数值模拟提取三分力系数方法对某型装配式钢桁架桥梁典型断面三分力系数进行分析。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,对某型装配式钢桁架桥的三分力系数进行数值模拟。在对数值仿真结果与风洞试验结果对比分析的基础上,对桥梁的3种典型断面三分力系数进行分析,并给出3种典型断面的压力和速度分布图。结果表明:该方法与风洞实验值吻合较好,具有较好的可行性与可靠性,能为该桥的抗风性能分析提供直接的数据支持,并为桥梁结构优化提供参考。     

圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究

为获得更精确的预制破片初速计算模型及破片变形与内衬层破裂半径对初速的影响规律,进行一种圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究。通过分析预制破片战斗部的爆炸驱动过程,建立考虑内衬层破裂半径及破片变形量的预制破片理论初速计算模型,利用非线性动力学分析软件AUTODYN,采用Johnson-Cook本构模型和流固耦合算法,对圆柱形预制破片的爆炸驱动进行了仿真研究。仿真结果表明：随着内衬层厚度的增加,内衬层破裂半径增大,圆柱形预制破片的变形量减少。钢制破片及修正后的钨合金破片的理论初速与仿真结果吻合较好,验证了计算模型的正确性。该研究结果对预制破片战斗部的设计具有一定的参考意义。     

一种评估自由场隔声测试中边缘衍射影响的数值分析模型

水声工程中，改善和提高自由场材料声学测试精度和可靠程度对水下航行器的声隐身设计具有非常重要的工程应用价值和现实意义。本文基于边界元和有限元方法对自由场材料隔声测试中存在的边缘衍射影响进行了数值评估模型研究，理论评估模型、分析条件和分析步骤均以实际测试为基础，并以水下钢板法向隔声测试为例计算分析了边缘衍射对轴向接收和偏轴向接收的影响程度和特点。研究表明，边缘衍射对自由场隔声测试的影响与样板几何尺寸和测试频率波长相对大小以及样板、声源和接收场点的空间几何配置等因素关系密切；与轴向接收相比，小角度偏轴向接收对抑制半波长与样板几何尺寸相当或远大于样板几何尺寸频段的边缘衍射影响较为有效，抑制效果与偏轴向距离及其相关轴向距离的选取有关。研究结果表明，该模型对更好地开展自由场材料隔声测试具有指导意义。     

外壳材料对PELE作用效果的影响

为了研究外壳材料对PELE作用效果的影响,采用不同材料外壳的PELE垂直侵彻装甲钢靶进行试验研究和数值仿真。结果表明,外壳材料的密度和压拉比对PELE的毁伤效果产生重要影响。随外壳材料密度的增大,PELE的存速能力增强;随外壳材料压拉强度比的增大,破片横向效应显著增强。     

卵形弹丸垂直侵彻钢筋混凝土靶的工程解析模型

为了研究钢筋混凝土中钢筋对侵彻弹丸的阻力作用,通过对试验取出的钢筋混凝土试块的宏观和微观分析,在球形空腔膨胀模型的基础上,考虑弹丸直接与钢筋发生碰撞时钢筋对弹丸的阻力,建立了弹丸侵彻钢筋混凝土的工程解析模型。分析弹丸在钢筋交汇节点、钢筋网格中心点、单根钢筋的中点以及其他任意位置点与钢筋接触情况下钢筋对侵彻的影响。研究表明,钢筋混凝土中的钢筋不仅对混凝土的强度有影响,在弹丸撞击到钢筋时还对弹丸的侵彻能力有减小的作用。在网眼尺寸一定的条件下,随着体积配筋率的增大,钢筋对弹丸的阻力作用越明显,但在相同体积配筋率下,钢筋直径的影响小于钢筋网层间距的影响。     

回火温度对50SiMnVB钢壳体形成破片性能的影响

为了获得不同回火温度条件对壳体形成破片性能的影响规律,选取3种回火温度下的50SiMnVB钢作为壳体材料,通过破片初速测定试验与水井静爆破片回收试验研究了50SiMnVB钢壳体形成破片的速度及质量分布等性能,并应用AUTODYN-3D有限元软件仿真研究了50SiMnVB钢壳体膨胀破碎形成破片的过程及破片速度、质量变化规律。研究结果表明,随着回火温度的不断升高,50SiMnVB钢壳体的破碎程度随之降低,形成破片的总数逐渐减少,但质量在1.0 g以上的有效破片数目逐渐增加,相对提高了77.4%,而不同回火温度条件对50SiMnVB钢壳体形成破片初速影响不大。