火箭弹尾翼结构的Isight／ANSYS优化设计

为减轻火箭弹尾翼在结构性能约束下的质量,对其结构设计参数进行了优化。对尾翼的载荷分布、结构特性进行了分析,并利用ANSYS软件APDL语言建立了有限元分析的参数化模型。选取质量最小为目标函数,翼根厚度、翼梢厚度和安装位置为设计变量,强度和刚度为约束条件,建立了结构优化模型。基于应力准则法及直接搜索策略,通过Isight集成ANSYS软件对尾翼结构进行了优化设计。通过典型实例的仿真表明：尾翼减重效果明显、方法有效。     

制导炮弹离散自适应滑模控制器设计

针对存在参数误差的制导炮弹,提出了一种离散自适应滑模控制器。考虑到制导炮弹姿态控制系统模型存在的非线性、耦合问题,基于反馈线性化方法将系统离散化,并设计了制导炮弹离散滑模控制器。为减小离散系统中与参数误差对应的准滑模切换带宽度,设计了带死区的参数自适应更新规律,利用李亚普诺夫理论证明了闭环不确定系统的稳定性,使得控制系统具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制器能有效地处理含有较大程度气动不确定性的问题,具有较好的跟踪控制性能。     

发射环境下导弹折叠翼的展开试验及仿真分析

对导弹折叠翼在发射环境下的展开过程进行研究,通过小型试验弹模拟真实发射环境,对两种不同刚度的折叠翼进行试验,获取了折叠翼展开过程的图像资料和弹道数据。考虑试验弹发射过程扰动带来的攻角变化,建立包含试验弹速度和攻角的折叠翼展开过程动力学模型,分析了攻角对折叠翼展开过程的影响,并与计算流体力学方法进行对比分析,得出了在翼面转动角度较大时一致性较好的结论。试验中出现了小刚度折叠翼展开不同步现象,其中下侧迎风翼面明显滞后,在动力学模型中引入试验实测的弹体速度和攻角,分析得到的结果与试验结果较为吻合,表明了该模型的正确性。     

折叠翼驱动扭杆参数优化分析

分析了不同截面扭杆的剪应力分布及矩形截面长宽比对扭杆性能的影响。结果表明,在不显著影响扭杆弹性势能的前提下,增大扭杆矩形截面的长宽比可以有效地减小扭杆的临界长度,提高扭杆的结构效率。根据折叠翼展开过程的动力学模型及翼面的约束条件,以扭杆的总质量为目标函数,建立了折叠翼驱动扭杆的优化设计模型。使用Isight和MATLAB编写优化程序,对扭杆的长度、宽度、厚度和组数进行参数优化,得到了较为理想的扭杆参数,为扭杆的工程设计提供了技术参考。     

薄壁圆柱壳楔环连接结构优化设计

文中针对薄壁圆柱壳楔环连接结构,开展了基于参数化模型和有限元法的楔环连接结构优化研究,建立了以楔环连接结构的主要几何参数为设计变量、楔环连接结构的附加面积为目标函数的优化模型,采用组合优化策略进行了优化分析。数值算例的结果表明:在组合优化策略的控制下,通过调整设计变量,合理地提升结构应力水平,获得满足尺寸要求、结构承载力要求和附加面积最小的设计方案,使材料性能得到更有效的利用。文中的研究工作为薄壁圆柱壳楔环连接结构设计提供了理论基础,有助于楔环连接结构的设计应用。     

高速铣削高体积分数SiC_p/Al复合材料时PCD刀具磨损机理研究

针对体积分数为65%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料Si Cp/6063Al,采用聚晶金刚石(PCD)刀具对其进行了高速铣削试验,利用体视显微镜和扫描电镜(SEM)观察、分析PCD刀具前、后刀面磨损形貌的形成机理。研究结果表明:增强相Si C颗粒的高频刻划和冲击是导致刀具发生磨粒磨损、晶粒脱落、崩刃和剥落的主要原因;PCD刀具自身存在孔隙、组织不均等制造缺陷,加速了刀具发生晶粒脱落的情况发生,并在铝合金基体材料粘结物的产生、脱落过程中发生粘结磨损。     

导弹折叠翼展开过程的动力学仿真及试验研究

对导弹中常用的横向折叠翼展开过程进行研究,考虑折叠翼展开过程中气动阻力和摩擦力的作用,建立了导弹发射及地面试验时折叠翼展开过程的数学模型,使用动力学仿真软件建立相应动力学仿真模型,设计并制作了折叠翼,使用高速摄影获取折叠翼展开过程图像,开展地面试验研究。研究结果表明,试验结果与数学模型及动力学仿真模型结果的一致性较好,验证了折叠翼展开过程数学及动力学仿真模型的正确性。根据试验结果给出摩擦力矩的具体取值范围,为折叠翼的工程设计和应用提供了参考。     

无人潜航器上浮运动模型及其DOE分析

针对充气式浮囊无人潜航器的充气上浮过程展开研究,重点分析浮囊充气过程对无人潜航器运动过程的影响。首先,对无人潜航器上浮过程进行受力分析,建立了潜航器停车后的运动模型,并以浮囊的延迟充气时间和充气过程时间为影响潜航器运动过程的关键设计因子,以无人潜航器运行的最大深度和浮囊所受的最大阻力为设计目标,开展了潜航器运动过程DOE（design of experiment,试验设计）分析。通过分析得到了浮囊的延迟充气时间和充气过程时间与无人潜航器的最大深度和浮囊所受的最大阻力的关系,同时得到了设计因子交互效应和主效应曲线,以及相关性图和Pareto图。通过模型分析,明确了浮囊的延迟充气时间为影响无人潜航器上浮运动过程的主要因素,为无人潜航器的浮囊式上浮装置的理论研究和工程设计提供了参考。