潜射导弹水下动载荷识别仿真分析

选择了Haar小波这一既具有对称性，又是有限紧支撑的正交小波，构造了高精度动态载荷识别模型，使得在满足实测响应个数远远小于导弹自由度数的情况下，可以识别出比较精确的动态载荷．针对8自由度弹簧质量块系统，使用传统的模态变换识别方法和使用离散正交的Haar小波作为正交矩阵的小波正交算子变换法进行了比较分析，结果证实了基于Haar小波的识别方法的优越性．使用小波方法仿真识别了某型导弹的振动载荷，与给定的仿真载荷相比，能给出有一定精度的识别结果，从而证明了辨识方法的可行性．     

基于应变测量的弹体截面载荷识别

如何通过实弹试验中测量的导弹弹体应变数据获得弹体截面等效载荷是型号设计部门面临的研究课题。引入一种数值反演方法,利用导弹试验过程中实测弹体表面应变数据实现弹体截面总体载荷识别。为解决实际测量过程中可能出现的数据坏点对识别结果的干扰,提高载荷识别的可靠性,提出基于线性相关性理论的测量数据坏点剔除方法,设计验证试验,检验识别方法的精度和可靠性。试验结果表明：该识别方法简单易行,且具有很高的识别精度与工程应用价值。     

截锥壳在强脉冲载荷作用下的动响应分析

研究了截锥壳受到迎风面呈余弦分布的强脉冲载荷作用时产生的瞬态响应.为此首先建立有限元模型,进行模态分析,用模态试验结果验证模型的正确性.接着对这一模型,加上余弦分布强脉冲载荷,用MSC/NASTRAN大型程序完成动响应计算,与化爆加载试验测量结果比较,观察上述计算结果的有效性.     

带有分支梁的导弹模态剪力和模态弯矩计算方法

模态剪力和模态弯矩是导弹横向动态载荷计算及识别的重要基础,完善了带有分支梁的导弹模态剪力和模态弯矩计算方法。首先从剪力和弯矩的基本定义出发,推导了梁-质量块有限元模型主梁和分支梁模态剪力和模态弯矩计算方法,然后采用模态叠加方法计算横向静力作用下导弹的飞行载荷,并与静力学计算结果进行对比。结果表明,采用模态剪力叠加和模态弯矩叠加计算结果随着模态数量的增加逐渐逼近静力学计算结果,当考虑所有的模态时,计算结果与静力学计算结果完全相同,验证了模态剪力和模态弯矩计算方法的正确性。     

防空导弹起落架结构振动特性仿真分析

为了研究导弹发射时起落架结构的振动特性问题,利用三维建模软件和有限元分析技术建立了防空导弹发射装置的刚柔耦合动力学模型,深入研究了起落架结构的振动响应和变形情况。通过模态分析和谐响应分析,获得了在燃气流冲击作用下起落架结构的振动频率、模态振型以及结构应力的频率响应曲线。经验证,仿真与试验数据相一致。研究结果表明:模型较好地反映了起落架结构的振动特性,为进一步研究发射装置振动,避免共振等不良现象的发生提供理论参考。     

坦克火炮身管模态分析及振动特性研究

坦克行驶过程中,火炮身管的弹性变形对其稳定精度有一定的影响,为了研究火炮身管的振动特性,建立了约束状态下火炮身管的有限元模型,仿真计算得到火炮身管各阶模态频率和模态振型;利用模态试验系统对火炮身管进行了模态试验测试,验证有限元模态计算结果的可信性,在模态分析的基础上,采用有限质量段方法建立火炮身管二阶有限段模型,为研究火炮身管的弹性变形提供模型基础.     

时间序列分析在导弹结构模态识别中的应用

在应用时间序列分析识别导弹的弹体结构模态时,AR模型阶数的选择和ARMA模型系数的求解对识别结果有很大影响,在综合比较各种模型定阶方法的基础上,选择奇异值分解法确定AR模型阶数,并使用总体最小二乘法求解模型系数。利用导弹飞行试验实测数据进行仿真实验,证明应用该方法所确定的模型阶数较为合理,对导弹结构模态参数识别取得了理想的效果。     

塑性垮塌载荷在导弹结构强度分析中的应用

为了更加准确的评价导弹结构的承载能力,对塑性垮塌载荷方法在结构强度分析中的应用进行研究.根据真实弹塑性应力应变关系建立材料本构模型,采用弹塑性有限元方法进行分析,并从得到的位移-载荷结果确定垮塌载荷.以某导弹折叠翼面为对象进行了具体计算,静力试验验证了该方法的准确性.结果表明,采用塑性垮塌载荷对折叠翼面承载能力进行评价比采用最大应力更加准确.     

水下爆炸冲击波载荷沿燃气轮机结构传递特征

为研究水下爆炸条件下冲击波载荷对燃气轮机结构的损伤特征,开展水下爆炸冲击波载荷沿燃气轮机主结构的传递规律研究,通过等效力学模型对燃气轮机进行载荷传递预报。针对燃气轮机传递路径上测得的有限元仿真加速度信号,使用经验模态分解法和与之对应的希尔伯特-黄变换对信号进行时频域分析和能量分布分析。分析结果表明：针对水下爆炸冲击波载荷,基于希尔伯特-黄变换及经验模态分解法可以得到冲击波载荷所包含的频率信息以及载荷强度等信息;沿燃气轮机传播路径的冲击波能量,随载荷传递距离的增加,高频能量占比有所降低,与燃气轮机的应力响应相对应;燃气轮机力学模型能够预测燃气轮机的载荷传递情况,该结果对燃气轮机抗冲击防护具有借鉴意义。     

某小口径枪械内弹道时期枪管的动态响应研究

为了研究内弹道时期枪管的动态响应规律,基于3D-DIC数据采集系统得到了内弹道时期枪管的动态响应,建立了随动边界条件下枪管热弹耦合模型和枪管振动有限元模型,并将有限元模型计算结果与协同仿真模型结合,采用随机理论模拟100 m立靶的弹丸落点。有限元结果得到了试验的验证。研究表明:随动边界会导致枪管的应力响应沿着轴线方向存在极大的不均匀性,并且热载荷的作用会提高枪管内壁的应力响应峰值,内弹道时期枪口振动响应大致可以分为下垂—回弹—下垂3个部分,利用简化后协同仿真模型能较好地预测小口径武器单发射弹散布。     

轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响研究

大长细比飞行器的刚性模态和弹性模态极易发生耦合失稳现象。轴向载荷作用下其结构刚度特性会发生变化,进一步降低其稳定性。使用有限元方法分析了大长细比导弹在轴向载荷作用下的结构刚度特性。采用当地流活塞理论计算弹性体变形的气动力,耦合结构运动方程,基于模态坐标在状态空间内实现结构运动方程的特征值分析和时域求解,研究轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响。研究发现：大轴向过载作用下,大长细比导弹的刚性模态和弹性模态将出现耦合失稳,且随着轴向过载的增加,弹体的结构刚度特性下降,失稳速度降低。     

基于泛函序列时变自回归滑动平均模型的弹箭时变模态参数递推估计方法

随着弹簧系统朝着大型化、高速化、智能化发展,飞行状态下弹箭系统的固有特性对整体结构的影响不可忽视。针对弹箭在飞行状态下的时变模态参数辨识问题进行研究,基于泛函序列时变自回归滑动平均（FS-TARMA）模型,提出一种时变模态参数的递推估计方法。该方法采用墨西哥帽小波基作为TARMA模型时变系数的空间基底,并借鉴于无结构化TARMA模型递推估计思想,将投影参数矩阵视为振动响应数据长度的变量,实现了投影参数矩阵的递推估计。通过有限单元法建立阿里安V号芯级运载火箭时变有限元模型,对所提方法进行验证。结果表明：递推辨识方法与传统批量算法相比,在辨识精度上,3阶模态频率辨识结果最大相对误差在5%以内;在计算效率上,递推辨识方法的计算时间缩短了9.38倍。     

导弹舵翼动态特性的数值分析

为了研究导弹舵翼的动态特性,文中以一种尺寸的导弹舵翼为例,通过有限元模态分析,得到了舵翼的固有频率及其对应的振型,绘出了舵翼各阶数的模态彩色云图,并进行了扩展模态,其计算结果对舵翼的结构设计及材料的选择具有重要的参考价值,同时也为进一步动力学分析做好了准备.     

运载火箭飞行载荷测量与分析

为获取运载火箭结构在飞行过程中准确的截面动态载荷,基于应变测量原理设计了一套飞行载荷测量系统,通过多向载荷标定试验获得结构的灵敏度矩阵,采用非线性载荷模型将飞行过程测量的应变响应转换为截面的动态飞行载荷。在某型号中首次开展了运载火箭飞行载荷测量工作,获得了二级箱间段和有效载荷支架在整个飞行过程中的轴向力、弯矩载荷,并与飞行时序、地面模态试验结果进行了详细对比,结果表明：2个部段的飞行载荷数据质量良好,飞行载荷有变化的时段均与飞行时序对应,并与过载的遥测结果趋势一致,同时也发现了多项飞行动态载荷的特点,为载荷设计提供了数据支撑,有助于后续型号的优化与改进设计。     

基于神经网络动态逆的巡逻导弹自动驾驶仪设计

针对巡逻导弹,讨论一种将神经网络与非线性动态逆相结合的自动驾驶仪设计方法。基于双时标假设,将弹体动力学分为慢变子系统和快变子系统,并分别进行动态逆设计。为克服模型不精确和参数摄动引起的逆误差对动态逆控制的不利影响,引入神经网络对逆误差进行在线补偿。推导了神经网络权值调整规律,并证明系统的闭环稳定性。通过仿真验证,采用神经网络能弥补动态逆控制的不足,提高控制系统的鲁棒性,是一种有效的非线性设计方法。     

求解导弹在随机激励下的动态响应

导弹弹体结构作为一非均匀质量和刚度的弹性体，计算其在随机激励下的动态响应是较困难的。文中给出了用李兹法求解导弹在随机激励下的动态响应的计算方法。与有限元法相比具有计算简单、节省时间、能在微机上实现编程计算等优点。可为确定弹上振动环境条件和室内模拟试验提供理论分析依据。     

导弹垂直发射系统柔性多体动力学建模与仿真

基于有限元素法和修正的固定界面子结构模态综合法-Craig-Bampton法,在虚拟样机技术(VPT)仿真平台上建立舰载导弹垂直发射系统(VLS)的柔性多体动力学模型,进行了发射过程的动力学仿真,并和刚体模型的计算结果进行了对比。获取导弹发射阶段的弹道和姿态参量偏差,进行了弹体柔性变形对初始弹道特性和发射安全性影响的分析。     

导弹起竖臂的静动态有限元分析

某型导弹起竖臂静动态有限元模型在ANSYS中建立,并采用动静法对其分析.模型含起升载荷,臂架结构自重载荷、导弹重力等载荷.当起竖臂所载起升质量突然离地起升或下降制动时,将起升和导弹重力载荷乘以起升载荷动荷系数或乘以起升冲击系数,获得前10阶振型.对起竖臂动态分析中,起竖臂低阶振型表现为起竖臂整体的振动,高阶振型则为起竖臂某个局部的振动.     

导弹等效密度有限元模型的模态分析

分析包含很多非结构质量的细长体导弹的结构动力特性,需要简化的分析模型。针对以往方法0维点单元和3维实体单元等效非结构质量中存在的问题,提出等效密度法,即根据密度和刚度等效的原则,将非结构质量等效均布到壳体单元,修改壳体材料密度以保证其质量不变。应用3种方法分别建立了导弹有限元模型,并进行了导弹模态试验,将3种方法得到的模态频率与试验值比较,等效密度法建立的模型更为合理,应用简便。