基于精确数值建模方法的自适应底座优化设计研究

建立自适应底座的精确数值模型,对底座进行优化设计研究。推导了帘线拉伸模量修正公式,给出了橡胶材料Mooney-Rivilin模型相关参数计算方法;建立了底座精确数值模型,得到附加载荷数值解并与试验对比验证;推导了附加载荷的积分表达式,获得了影响附加载荷的4个主要参数;以4个主要参数为设计变量,定义附加载荷匹配弹重为优化目标,基于试验设计方法(DOE)和神经网络算法(RBF),建立了底座数学近似模型,结合多岛遗传算法(MIGA)获得了底座的优化设计方案。结果表明:优化后底座的附加载荷峰值与弹重差值减小至原差值的9.1%,导弹俯仰、偏航方向角位移分别下降了8.2%、15.8%。     

八轴连通式油气悬架车辆行驶性能和通过性能研究

行驶性能和通过性能是评估车辆越野性能的基本指标。为得到八轴连通式油气悬架车辆的越野性能,分别对行驶性能和通过性能开展了研究。简化了整车的物理模型,根据拉格朗日方程推导了车辆的振动方程,建立了白噪声路面输入方程;通过仿真结果与实验结果的对比,验证了柔性模型的合理性。基于柔性模型,以路面不平度系数为输入变量,得到了车辆在较好路面、一般路面、较差路面、恶劣路面的行驶性能;通过建立脉冲冲击、台阶冲击、震荡冲击的数学模型,得到了车辆的通过性能。结果表明:随着路面等级变差,八轴车辆的极限车速下降,B级路面极限速度为144 km/h,C级路面极限速度为64.8 km/h,D级路面极限速度为32.4 km/h,E级路面极限速度为7.2 km/h;路面冲击类型主要影响车头的加速度和车轮相对动载的极值,脉冲冲击时车轮发生腾空,且车头垂向加速度超过2.5倍重力加速度,而台阶冲击和震荡冲击均未出现轮胎腾空和车头2.5倍重力加速度的过载。     

强冲击载荷下钢筋混凝土路面动态响应影响因素敏感度分析

为得到强冲击载荷下,混凝土厚度、钢筋位置及纵向配筋率对钢筋混凝土路面动态响应敏感度,采用混凝土塑性损伤模型,建立了钢筋混凝土路面有限元模型：采用参数化技术。对钢筋混凝土路面在强冲击载荷下动态响应的主要影响因素进行参数化计算。结合计算结果对各参数进行了敏感度分析。分析结果表明：混凝土厚度对载荷中心点最大沉降值及钢筋混凝土板底中心点最大应力值影响较大,钢筋位置次之,纵向配筋率对其无太大影响。     

多管火箭炮密集度仿真分析

为分析多管火箭炮射击密集度、减小密集度试验用弹量,对其密集度进行仿真研究。建立了多管火箭炮动力学模型,仿真获得定向器角速度、线速度、角位移响应;基于火箭弹半约束期运动模型,计算火箭弹的起始扰动;建立火箭炮外弹道方程,结合蒙特卡洛模拟技术和龙格一库塔法,求解外弹道方程,得到n组火箭弹落点坐标,采用数理统计的方法得到多管火箭炮密集度估计值。通过与设计指标对比,密集度估计值与设计值符合良好,验证了仿真方法的正确性。     

某导弹无依托发射场坪动态响应影响因素敏感度分析

为了研究导弹无依托发射场坪动态响应的影响因素,基于最优拉丁超立方(OLHD)试验设计方法和径向基神经网络近似技术,建立了带有塑性损伤本构关系的无依托发射场坪的近似模型; 对场坪位移动态响应的各影响因素进行了敏感度分析。研究结果表明:土基层的弹性模量、改性沥青混凝土层和水稳碎石层的厚度为场坪位移响应的主要影响因素,且与位移响应均呈反比关系; 沥青混凝土材料的弹性模量在不同区间时对场坪位移响应的敏感度不同。     

某运发箱定向器多目标优化设计研究

为实现空投储运发射箱轻量化、保证空投安全性,对定向器进行多目标优化设计。在有限元参数化模型基础上,结合Isight优化平台建立运发箱定向器冲击动力学多目标优化框架;以复合材料定向器铺层厚度、角度为输入变量,定向器质量、最大位移、药柱最大应力为输出变量,采用最优拉丁超立方设计和径向基神经网络方法建立数学近似模型;采用非劣排序遗传算法及模糊集合理论,得到多目标优化模型的Pareto解集及选优方案,并与原方案进行了对比。结果表明:优化方案实现了储运发射箱的轻量化设计,并提高了空投安全性。     

悬垂弹射自适应底座附加载荷变化机理研究

自适应底座的附加载荷是悬垂弹射系统的重要设计参数之一。为研究自适应底座在悬垂弹射时附加载荷的产生与变化机理,建立了自适应底座附加载荷的数学模型,推导附加载荷的微分与积分表达式,获得影响附加载荷的主要因素：底座的内压强、上端面的水平投影面积、触地区域的水平投影面积。通过数值模型对附加载荷理论公式进行了验证,解析解与数值解吻合较好,相对误差最大不超过1.9%. 依据附加载荷积分公式,研究积分区域与附加载荷表现形式之间的关系,结果表明：附加载荷的方向与积分区域类型存在对应关系,可能出现局部作用方向相反的情况。当地基下沉量不大或出现局部剪切破坏时,附加载荷有可能不变;而地基下沉量较大时,附加载荷的幅值和方向可能均会变化。自适应底座的附加载荷是悬垂弹射系统的重要设计参数之一。为研究自适应底座在悬垂弹射时附加载荷的产生与变化机理,建立了自适应底座附加载荷的数学模型,推导附加载荷的微分与积分表达式,获得影响附加载荷的主要因素：底座的内压强、上端面的水平投影面积、触地区域的水平投影面积。通过数值模型对附加载荷理论公式进行了验证,解析解与数值解吻合较好,相对误差最大不超过1.9%. 依据附加载荷积分公式,研究积分区域与附加载荷表现形式之间的关系,结果表明：附加载荷的方向与积分区域类型存在对应关系,可能出现局部作用方向相反的情况。当地基下沉量不大或出现局部剪切破坏时,附加载荷有可能不变;而地基下沉量较大时,附加载荷的幅值和方向可能均会变化。