基于虚拟试验的履带车辆行驶载荷谱的确定方法

根据装甲装备典型考核试验的道路环境下土壤参数和路面不平度的统计特征,建立了用于循环测试的虚拟试验环境,按照长里程试验的工况参数和道路比例的统计数据,设计了虚拟试验测试程序.利用所建立的履带车辆的虚拟样机进行了虚拟试验测试,得到了循环工况下的负重轮轴垂向载荷时间历程信号,通过对载荷信号样本的平稳性和各态历经性检验,并利用非参数估计的统计计算方法,确定了满足精度指标要求的载荷样本长度(试验行驶里程),在此基础上利用非参数核密度估计法对载荷雨流矩阵进行全里程载荷的统计外推,获得了目标载荷谱.     

双层齿轮的弹簧加载力矩对主动轮拖动转矩的影响

本文在外啮合标准圆柱齿轮传动的前提下,探讨了双层齿轮弹簧加载力矩对主动轮拖动转矩的影响问题,对主动轮的拖动转矩作了分析和计算,建立了求取主动轮最大拖动转矩的计算公式,并结合跟踪仪设计实例进行了最大拖动转矩的计算。     

两栖装甲车辆车体随机应力统计

为探究某型两栖装甲车辆车体关键部位的疲劳失效原因,测取了不同路面工况下的载荷谱。采用雨流计数法对实测载荷谱进行计数,得到了相应载荷谱中应力循环的均值、幅值计数结果,利用数理统计的方法得到了各种路况的载荷分布模型,为疲劳分析提供了重要的数据并为海上试验及数据分析奠定了基础。雨流法及分布函数参数估计的程序实现,大大提高了随机应力谱的统计处理速度。     

基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验

针对开展驱动桥壳台架加速疲劳试验对删减载荷谱的实际需求,提出了基于有限元虚拟台架试验获得删减载荷谱的试验与分析方法.在有限元仿真分析环境下对某军用特种车辆驱动桥壳进行静强度试验、疲劳寿命预测、应变历程提取以及时间关联损伤分析等工作,得到了用于加速台架试验的删减载荷谱.台架试验表明,使用该方法获得的删减载荷谱能够在准确反映桥壳所受到的损伤同时,大幅缩短台架试验时间,证明了本文所述方法的实用价值.     

坦克典型承载件疲劳载荷的虚拟测试与编谱技术

提出了一种通过虚拟试验建立坦克关键零部件疲劳载荷谱的方法,并以坦克平衡肘为研究对象,建立了某型坦克的刚柔混合动力学模型。在制定的任务剖面下,通过虚拟试验测得了平衡肘疲劳载荷数据。通过对疲劳载荷数据的雨流计数处理并运用数理统计的方法,建立了能够反映实际使用载荷工况的目标载荷谱,为坦克平衡肘的疲劳寿命估算和加速寿命试验提供了科学数据。     

集成于碳纤维复合材料的fsFBG响应特性研究

针对航空航天碳纤维复合材料结构健康监测需求,研究了飞秒激光逐点直写光纤光栅传感器(fsFBG)和碳纤维复合材料集成时的传感特性。在碳纤维复合材料层合板表面及层间布置fsFBG,对碳纤维复合材料层合板进行静态载荷和低速冲击载荷加载实验,系统分析了表面和不同层间fsFBG对载荷响应的敏感性和差异性,得到了fsFBG中心波长偏移量与加载距离和加载角度的对应关系。实验表明,表面粘贴的fsFBG对动静载荷的敏感度更高,在动静态载荷作用下,fsFBG中心波长偏移量随加载载荷的增大呈线性递增,而随加载距离的增加而逐渐减小;fsFBG具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器的响应灵敏度随加载夹角增大逐渐提高。     

疲劳失效构件可靠性强化试验仿真

针对传统可靠性试验所需时间长的问题,在炮闩可靠性评估中引入激发的机制,对失效机理为疲劳失效的闩体挡杆进行可靠性强化试验。基于ADAMS建立了炮闩的虚拟样机,模拟挡杆实际工作状态,分析得到了在正常工况和强化试验条件下挡杆受力载荷谱。在Patran中对挡杆进行"准静态"有限元分析,得到了静态应力分布。依据载荷谱和应力分布,在Fatigue中计算得到了挡杆的疲劳寿命。试验表明强化试验技术可行,有利于缩减可靠性试验的时间。     

基于台风条件下海浪水压场建模仿真

为了研究特定海况等级和台风风级条件下的海洋环境水压场特征,并建立准确的物理场信号模型,首先验证了SWAN(simulating waves nearshore)模式推算台风浪的有效性,通过SWAN模式获取台风条件下某海域的海浪谱,并根据海浪谱密度求其海浪振幅谱;然后,由海浪振幅谱得到了海底压力振幅谱及压力功率密度谱、海底固定点水压场压力-时间历程。仿真结果表明:该模型可以将研究海况等级数由4级推广至8级,且在8级海况条件下的海浪水压场值最大可达12 kPa,有助于高海况条件下对水中装备进行性能测试。     

正负双波激励冲击响应谱数值分析

基于ANSYS软件,采用双波激励历程求解了单自由度系统的位移、速度和加速度响应,使用时间历程后处理器(POST26)的RESP命令生成冲击响应谱,并与德国舰艇建造规范(BV0430)的冲击输入谱进行比较。结果表明:双波激励历程的最大位移和最大加速度冲击响应谱与BV0430的冲击输入谱吻合较好,而最大速度冲击响应谱误差较大。由于最大速度响应对结构抗冲击设计影响很小,所以针对BV0430冲击输入谱采用双波激励历程对船体设备进行时域抗冲击验证计算是完全可行的。     

利用时频稀疏性的跳频信号盲检测和参数盲估计

针对在低信噪比的稳定分布噪声和定频干扰背景中,跳频信号检测和参数估计性能不佳的问题,利用分数低阶短时傅里叶变换得到时频矩阵;对时频矩阵按频率行去均值,抑制定频干扰;通过时频峰值优化、时频矩阵清洗和强化处理,降低频谱泄漏和噪声对跳频信号时频稀疏性的影响;利用此稀疏性进行检测和估计,即根据跳频信号在驻留时间内的连续性检测跳频信号,估计跳频频率;根据驻留时间起点及间隔,估计跳变时刻和跳周期.仿真结果表明,在低信噪比下,该算法的检测和参数估计性能均有较大提高,且优于现有算法.     

基于载荷分级代表性条件的TWIST载荷谱离散方法

增量突风载荷极值对数正态分布是TWIST载荷谱离散的关键要求,现有离散方法存在求解变量较多,载荷分级代表性不足的问题。基于载荷分级代表性条件,提出了一种满足增量突风载荷极值对数正态分布的单迭代变量TWIST载荷谱离散方法。推导了载荷分级代表性条件,得到各级增量载荷极值及其边界所对应的累积超越飞行概率的递推公式;通过增量突风载荷高载截取值求解出各类飞行的飞行次数;以对数正态分布的标准差为迭代变量,利用高载截取值和低载删除值确定了对数正态分布的参数,进而求解出各级离散载荷。通过欧洲10乘10谱和波音5乘5谱2个算例,验证了所提出方法的有效性。     

基于霍普金森杆的水下爆炸壁压测量系统研究

采用霍普金森杆测量系统对气泡载荷进行测量。根据应力应变对应关系,对霍普金森杆测量原理进行表述,其为通过测量HPB上应变推算得到杆端部应力;对HPB测量系统组成进行说明,分析HPB材料、尺寸选取方法,给出应变测量信号与壁压信号间换算关系;采用高速摄影、压力传感器测量系统、霍普金森杆测量系统在实验室条件下对气泡载荷进行测量,分析比对测量结果。结果表明,高速摄影与HPB测量系统获取的气泡峰压时间、气泡脉动周期基本一致;无量纲爆距大于0.33时,压力传感器和HPB测量结果获取的物面载荷数据基本相同;近距离实验时,HPB测量系统抗电磁干扰能力更强。通过实验比对分析,验证了霍普金森杆测量系统的有效性及准确性。     

基于独立分量分析和神经网络的钢结构损伤识别方法

为了有效剔除钢结构振动信号中的噪声,提取用于损伤识别的特征量,采用独立分量分析方法分离统计独立信号,同时得到表征结构损伤状态的混合矩阵,然后将混合矩阵作为特征量输入至神经网络进行训练,最后将训练好的神经网络作为分类器进行结构损伤识别.在冲击载荷作用下,针对钢框架结构模型进行了不同损伤部位的振动实验,结果表明:基于独立分量分析和神经网络的损伤识别方法具有较高的识别率和可重复性,而且实现简单,在结构损伤识别领域具有较大的应用潜力.     

装甲车辆起动电动机综合试验台

采用较先进的磁粉制动器作为电机的负载,使电机加载平稳、可靠、恒定,并可连续调节负载大小;同时采用高精度的ZJ型转矩转速传感器并配合转矩转速仪,不但能测量电机稳态时的转矩、转速和功率,同时还可测试电机某一过渡过程中转矩、电流、转速随时间变化的数值并贮存或打印.     

径向载荷作用下管道挤压变形过程数值模拟

野外埋地敷设的长距离输油管道发生断裂等较大事故时,采用管道局部挤压的方式可以在较短时间内将管道快速压扁以截断流油。为设计管道挤压截流装置,运用ANSYS Workbench建立上下压头加载作用下管道挤压的有限元模型,完成对ф159 mm×5 mm的45号钢挤压变形模拟仿真,得到管道挤压的等效应力、位移分布、变形范围和载荷-位移曲线等。将模拟数据与实验数据进行对比,两者结果比较吻合,可以为管道泄漏抢修提供理论和实践参考。     

基于先验信息的协方差矩阵重构抗干扰算法

针对样本数较少情况下信号和干扰同时存在时,采样协方差矩阵包含目标信号引起信号自消,无法替代真实干扰噪声协方差矩阵的问题,提出了一种重构干扰噪声协方差矩阵的自适应波束形成方法,利用空间谱重构出与期望信号无关的干扰噪声协方差矩阵,提高协方差矩阵的准确度,依据重构的协方差矩阵结合阻塞矩阵完成主瓣干扰的抑制处理。仿真结果表明,所提方法相比于基于采样协方差矩阵方法,提高了输出信干噪比,更接近于最优值。     

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。     

冲击动力学分析中密集模态问题的研究

理论解释了密集模态对响应的放大效应,提出了一种处理密集模态的方法:考虑阻尼效应,假定冲击设计输入加速度发生在冲击开始后的1/4周期,得到密集模态响应的实际时间历程,将密集模态实际时间历程响应叠加后以一阶模态响应形式与非密集模态响应进行NRL合成,最终得到总响应.用一个工程实例验证了提出的理论和方法,结果表明:密集模态对...     

风载荷对某发射装置待发射状态的影响

应用冯.卡门功率谱和谐波合成法生成了考虑脉动效应的瞬时风速时程曲线;计算了发射筒各段的等效风压及等效力矩,给出了作用于发射筒迎风面的风压总值及等效力矩;最后将载荷作为输入条件,进行动力学分析,获得了风载荷作用下发射装置的动态响应。通过分析可知:由于发射装置具有刚度强、质量大的特点,风载荷作用下发射装置的速度、加速度响应均较低,因此,风载荷主要影响发射筒的倾斜程度。     

模糊综合评判在武器费用-效能分析中的应用

针对武器费用-效能分析需综合考虑费用、效能和时间三方面因素的问题,提出一种基于模糊综合评判法的多目标决策问题的解决方案.介绍了模糊综合评判的数学模型,总结了在应用模糊综合评判进行辅助决策时需要注意的三点问题,最后结合实例对4种飞机备选研制方案,通过建立单因素评判的模糊优先矩阵、计算单因素排序向量进而得到评判矩阵,采用加权平均型合成算子,将评判矩阵与由KLEE法得到的加权向量进行合成,得出了4种方案的费用-效能分析结果,为方案的选择提供了依据,结果表明,这种方法具有实用价值.