高架索的多体动力学模型

针对目前海上补给装备研制中尚无可用的高架索模型的现状,从多体动力学角度入手,研究了绳索多体系统动力学模型的建立方法,将绳索均匀划分为若干刚体单元,各单元之间采用球铰连接。用该方法建立了绳索的多刚体系统动力学模型,并在此基础上,应用仿真软件 ADAMS 对海上横向干货补给过程进行仿真计算。结果表明：海上补给高架索多刚体系统动力学模型完全可以模拟实际的高架索,且仿真计算结果与高架索力学振动模型的计算结果相比更贴近实际情况。     

海上补给高架索多柔体动力学模型

针对现有的高架索多体动力学模型无法模拟高架索在外部扭矩作用下产生的弯曲和扭转变形的力学特性问题,在现有模型的基础上,利用浮动坐标系和平移模态矢量阵理论将绳索单元柔性化,建立了高架索多柔体动力学模型,并用该模型对海上航行横向干货补给装置中的高架索进行了模拟和仿真。仿真结果表明:高架索多柔体动力学模型可以模拟海上补给高架索的横向高频振荡、轴向动张力振动、弹性性能三大动力学特性。     

海上补给仿真训练系统中高架索形态模型研究

实景物理模型的开发是整个海上补给仿真训练系统的重点与难点,而高架索物理形态模型又是整个实景物理模型开发的核心.应用面向对象的建模方法,对横向干货补给过程中各阶段高架索所涉及的物理行为模型:悬链线计算模块、恒张力补偿阶段高架索形状计算模块、集中载荷作用高架索形状计算模块、卸载货物阶段高架索模块、架索演示阶段计算模块和装备撤出演示模块进行研究,从而建立海上补给仿真训练高架索形态模型,为模拟仿真训练的开发奠定了坚实的数学基础.     

海上横向补给系统高架索参数影响分析

在不考虑动载荷影响前提下,基于力学基本原理建立了海上横向补给系统高架索静挠度与张力的表达式,在此基础上,研究了张力、集中载荷、高架索两端高度差、高架索跨距等系统参数对高架索最大静挠度的影响.结果表明,在可控因素中,张力对高架索静挠度影响最大.最后,借助符号运算软件MatIlematica得到了货物沿整个高架索输送过程的运行轨迹,同时利用抛物线极值理论得到了货物输送危险点表达式.     

基于路面不平度的车载导弹刚柔耦合行驶动力学研究

应用多刚体动力学以及多柔体动力学理论,对某型车载导弹进行了行驶分析,建立了部分构件柔性体模型及车载导弹刚柔耦合模型,并结合由随机离散方法建立的路面模型,在所编辑的B级路面上对车载导弹进行了3个速度下的行驶动力学仿真,得到了三轴向振动量级谱线图,与技术要求所对应的谱型图进行了对比分析,得到了不同轴向振动量级的对比结论。     

基于两阶段优化模型的海上横向补给规划研究

为研究海上横向补给过程,提高海上补给效率,对海上物资补给及舰船补给顺序进行了优化研究.通过分析横向补给的作业特点,将横向补给规划问题划分为单舰物资补给顺序规划与编队舰船补给顺序规划两阶段优化问题.在区分平、战时不同战场环境情况下,分别利用多智能体仿真模型与整数规划模型,对两阶段优化进行了实现,结果表明两阶段优化模型能够有效地优化海上横向补给方案.     

倾斜发射装置发射过程弹箱姿态仿真分析

为研究倾斜发射装置的导弹与发射箱在发射过程中的姿态变化,通过改进的Craig-Bampton方法将转台、起落架、发射箱、车架等构件进行柔性处理,并与发射装置多刚体动力学模型结合,建立了倾斜发射装置刚柔耦合模型,并对模型进行了频率验证。之后针对3种发射条件下弹箱俯仰角的变化情况进行了仿真分析,得出了发射角度选取的相关结论。     

基于刚柔耦合的坦克炮发射动力学仿真分析

炮口扰动是影响坦克炮射击精度的重要因素，为研究弹丸出炮口瞬间的炮口扰动规律，基于多体动力学与有限元方法构建了坦克刚柔耦合的全车动力学仿真模型，该模型考虑了身管的柔性特性，对身管进行了模态分析，得到了身管的模态中性文件。通过仿真，对比了后坐部分最大后坐位移与最大后坐速度的试验值与仿真值，对刚柔耦合模型的仿真结果进行了验证。在此基础上，分析了刚性身管和柔性身管对炮口扰动的影响，结果表明：考虑身管柔性特性的刚柔耦合模型能够有效提高坦克炮射击仿真精度。     

虚拟导弹发射车动力学仿真模型研究

分别建立了全尺寸的全刚体和刚柔混合的导弹发射车虚拟样机,对导弹发射车进行了随机路面行驶以及过沟、越障的动力学仿真计算。仿真结果表明,该虚拟样机建模方法正确,能为导弹发射车的动力学特性研究提供参考。     

某越野火箭炮行驶垂向动态特性研究

以某型高机动越野火箭炮为研究对象,基于随机路面激励,应用多刚体系统动力学和柔性多体动力学的理论,建立该越野火箭炮刚柔耦合模型,研究其行驶垂向动力学特性。考虑了油气弹簧的非线性特性以及轮胎的作用,重点编写了B、C、D级路面的随机路面谱,进行不同车速下的行驶动力学仿真。结果表明,非线性的油气悬架系统能较好地减轻路面的垂向冲击。仿真得到的车炮动态响应特性曲线,为该高机动火箭炮的研制提供了有用的参考。     

基于动力学仿真的6×6轮式越野车辆总体性能评价

为分析和评价某型6×6轮式越野车辆的总体设计性能,建立了整车多刚体动力学模型、刚柔耦合动力学模型以及悬架系统台架试验模型,计算了整车固有特性,依次进行了悬架系统运动学、行驶动力学、操纵稳定性分析。在计算车体和悬架摆臂结构模态的基础上,考核了典型行驶工况下车体和悬架部件结构的动态强度,依据国家相关标准,利用仿真结果对6×6整车设计进行了系统的评价,指出了该越野车总体设计性能的不足,为其进一步改进和优化设计提供了参考依据。研究方法对其他轮式越野车辆系统的设计和评价具有一定的参考价值。     

基于蚁群算法的舰艇编队海上补给路径规划方法

将海上补给路径规划问题(URRP)与传统的旅行商问题(TSP)进行比较,分析了它们之间的联系与区别。在此基础之上,应用一种改进的TSP问题,对海上补给路径规划进行了数学描述。针对平时和战时对编队海上补给的不同要求,分别建立了海上补给路径规划模型,确定了规划问题的目标函数。构造了蚁群算法,对URRP问题进行求解,并以平时的海上补给路径规划问题为例,得出了海上补给的最优路径。计算结果验证了该模型和算法的可行性。     

履带车辆悬挂系统关键部件疲劳寿命预测技术研究

针对履带车辆悬挂系统关键部件-扭力轴的疲劳寿命预测技术展开研究,首先利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了悬挂系统多刚体动力学模型, 应用模态集成方法在悬挂多刚体模型中集成扭力轴柔性体,通过添加约束与载荷边界条件,建立悬挂系统刚/柔体耦合模型。通过对典型工况的仿真计算,可以得到扭力轴上每个节点的载荷时间历程与应力时间历程,结合扭力轴的材料特性,并考虑应力集中系数、平均应力修正等各种影响因素,实现悬挂系统扭力轴疲劳寿命的预测。最后将实验结果同仿真结果进行了比较,得到了具有工程意义的结论。     

海上补给计算机仿真训练系统框架设计研究

在分析海上补给仿真训练系统的用户需求的基础上,确定了海上补给仿真训练系统应该具备的功能,在此基础上对系统的组成、体系设计进行深入的研究。     

舰艇编队多补给舰海上补给路径规划

为提高我军远洋保障能力,实现舰艇编队海上伴随保障的精准高效,在分析舰艇编队补给方式的基础上,提出了一种基于改进遗传(Improved Genetic Algorithm,IGA)算法的舰艇编队多补给舰海上补给路径规划模型,分析了舰艇编队海上补给路径规划模型求解方式,增加了多目标函数寻优策略、采用了近时初始化方式构建初始解、改进了交叉和变异运算的运算规则,形成了舰艇编队多补给舰补给规划方案.实例证明,模型可行,可为舰艇编队海上补给部门提供科学和实用的决策依据.     

载机军舰航空燃油分段接力式补给模型

为解决载机军舰远洋作战时所需的航空燃油按时补给问题,建立了带有自动调节系统的载机军舰航空燃油分段接力式补给的预测模型。对航空燃油分段接力式补给进行研究,采用系统动力学方法,构建影响补给船队补给效率的各元素因果回路图与存量流量图及预测模型,并以系统动力学软件Vensim PLE 5.9为平台进行建模仿真。运行结果表明,该模型在扰动条件下能进行航空燃油分段接力式补给趋势的预测,可为航空燃油分段接力式补给方案的制定提供理论依据。     

基于集对分析的海上油料补给方法选择优化

针对各种复杂环境对海上油料补给方法选择的不确定性影响,在分析海上油料补给方法选择影响因素的基础上,确定了海上油料补给方法选择的属性要素,运用集对分析理论建立了海上油料补给方法选择的优化模型;采用变异系数法计算属性权重,通过构建海上油料补给方法选择的正、负理想方案,确定了各备选方案与理想方案之间的联系度。算例分析结果表明,将集对分析运用于海上油料补给方法的选择,能够有效降低多种复杂因素对油料补给方法选择的不确定性影响。     

旋转舱体抛罩对其姿态影响的分析

航天器在外罩分离过程中,外罩与航天器本体之间存在相互作用力,会对航天器本体的运动状态产生影响。为探究外罩弹性分离对航天器本体的的影响规律,基于多体动力学理论使用欧拉参数描述刚体姿态,考虑分离时刚体间的相互作用,引入拉格朗日乘子得到含约束方程的多刚体动力学模型。最后,针对建立的动力学模型,采用广义α算法对方程进行时间积分求解,并针对不同工况给出了相应的计算结果。结果表明,在不同初始条件下分离后舱体后续的旋转状态按一定规律变化。     

多刚体系统计算机代数动力学建模研究

本文研究了复杂多刚体系统的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ建模方法，以Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ数学软件为基础，完成了多刚体动力学系统的计算机建模、推导与仿真。     

岸滩油料补给装备研制的关键技术

多维力场中浮动输油软管工作可靠性技术和恒张力承载索伺服控制技术,是岸滩油料补给装备研制的两大关键技术。从理论上分析和描述了浮动输油软管在海上的运动及动力学特性,建立了多维力场中软管的数学模型,进而求解,再从技术上寻求有效对策,研究设计了恒张力承载索液压伺服控制绞盘,从而解决了这两大关键技术,为岸滩油料保障装备的研究提供了理论与技术上的支持。