新型舵机结构运动分析与仿真

根据旋转弹弹道修正要求,提出一种基于4R空间机构的电动舵机结构,建立了理论分析模型,以空间机构学运动分析为基础,推导了机构输入、输出转角关系,绘制了理论分析转角曲线,建立机构三维模型,通过多刚体及刚柔耦合仿真验证分析了舵机转角关系和运动副受力情况,研究了该结构的可行性。计算分析结果表明,该舵机具有结构简单,动作可靠的优点,能满足舵机控制的转角精度和响应频率要求,适用于简易制导弹药。     

弹链供弹机构对自动炮射速的影响研究

弹链作为自动炮的供弹方式,对自动炮的射速有一定的影响。针对弹链供弹系统在运动过程中受力复杂的问题,对弹带进行简化并建立了弹带系统的方程。建立了自动炮刚柔耦合模型并基于试验进行验证,确保了模型的正确性和可行性,分析了弹链供弹机构对自动炮射速的影响。结果表明:弹带系统的刚度系数和阻尼系数会对供弹阻力产生影响;弹链供弹系统所产生的供弹阻力通过作用于拨弹滑板从而影响自动炮的复进过程进而影响自动炮的射速。     

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。     

基于动力学仿真的行星变速箱故障机理研究

针对某型行星变速箱故障机理研究欠缺和故障诊断困难的问题,在刚柔耦合动力学理论和齿轮故障信号模型基础上,建立了行星变速箱齿轮-箱体刚柔耦合动力学模型,分别计算行星变速箱正常状态和齿轮故障下的齿轮啮合力和箱体表面振动信号,进而研究齿轮故障机理,最后通过对故障模拟试验采集的实测信号与仿真信号的频谱成分对比,验证了所建模型的正确性。结果表明:齿轮发生故障时,振动信号频谱会出现相应的特征边频带。     

超空泡航行体刚柔耦合动力响应有限元分析

考虑航行体大范围转动,根据哈密顿原理推导了超空泡航行体在一次近似模型变形下的刚柔耦合动力响应方程,定性分析了其与零次近似模型下方程的区别,并对方程进行了定量计算。结果表明:一次近似模型相比零次近似模型下的横向振动方程,刚度矩阵项增大;所推导方程能够用于定量分析和直观描述超空泡航行体刚柔耦合下的变形。     

含轴间距误差的消隙齿轮刚柔耦合动力学仿真

轴间距误差对消隙齿轮精度和性能有重要影响,但其机理和规律并不清楚。基于接触碰撞力约束关系建立齿轮接触动力学模型,进一步利用ADAMS/Flex建立单级消隙齿轮传动系统的刚柔耦合模型,通过刚柔耦合动力学仿真研究消隙齿轮传动在不同轴间距制造误差条件下的振动及频率特性。研究发现:随着轴间距的减小,扭簧的平均力矩增大,齿轮齿面间的啮合力矩以及摩擦力矩也将增大,从而阻碍扭矩的正常传递,并导致固定齿轮转速幅值降低;随着轴间距的增大,固定齿轮主谐振频率整体上降低,而且在轴间距稍大于标准中心距时降低很快。这一发现可指导消隙齿轮传动的设计和装配。     

舰船摇荡作用下可调发射基座调高过程的刚柔耦合建模与仿真

为解决通用发射系统因适装武器长度差异而导致的换弹低效问题,提出了一种可调发射基座,该基座可实现舰基座之上两态高度调节与自锁。以可调基座升降系统为研究对象,基于刚柔耦合计算方法,运用ADAMS虚拟样机技术建立其刚柔耦合动力学模型,仿真分析了该升降系统在舰船摇荡作用下的运动学和动力学特性,并得出系统中关键构件的模态振型和工作过程中的应力应变情况,基于Pro/E平台完成三维建模与虚拟装配。仿真结果为可调基座的动力学结构和相关参数的改进和优化提供了模型基础和数据支撑。     

电动舵机动力学与旋转导弹转速关系研究

利用准弹体坐标系下舵机环节传递函数,推导了由舵机延迟而产生方位误差的表达式。将此方位误差等效为控制回路耦合,通过分析横向偏差和视线角速率等性能指标,得到旋转弹转速和电动舵机无阻尼自振频率的约束关系,为旋转弹转速设计和电动舵机设计提供参考,具有一定的理论和工程价值。     

基于参数辨识的电动舵机系统健康仿真和评估

针对目前电动舵机系统故障诊断方法不能有效预测缓变故障,提出基于舵机系统模型的状态变量检测法对飞行器常用的执行机构电动舵机系统进行健康分析与仿真评估。分析电动舵机系统子系统电机本体、控制器、传动机构的常见故障,对其中反映系统性能的关键参数进行数学建模;通过对系统注入不同的健康参数得到相关故障状态下的状态变量特征,进而作为定位故障源的知识库,引入健康因子评估故障参数的变化趋势;仿真算例选择电机本体的主要物理参数电机绕组阻值和反映永磁体性能的电机力矩常数作为健康因子,通过定位知识库建立的健康因子评估算法验证了方法的可行性。     

不同射频对车载转管机枪射击精度的影响

为研究不同射频对车载转管机枪射击精度的影响,以某型车载转管机枪为对象,建立了该武器系统的刚柔耦合虚拟样机模型。通过仿真计算车体在制动状态时,机枪以不同射频进行射击的过程,得到了不同射频下车体、机枪架座和枪管的振动特性以及射弹散布。通过对不同射频下仿真曲线对比分析,可以得出射频对机枪射击精度的影响程度。仿真研究结果为该武器的研究与设计优化提供了理论支持。     

双转子活塞发动机差速驱动组件的动态静力学建模与分析*

针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所建数学模型的合理性,基于多体动力学仿真理论,在Recur Dyn环境下建立了双转子活塞发动机的虚拟样机模型,仿真结果与理论计算结果相比较,相应的约束反力的数值变化规律基本一致,都呈现4个周期的变化过程,冲击位置也基本相同,表明建立的动力学理论模型基本符合实际情况,是可信的,可以用作双转子活塞发动机改进设计的理论基础。     

气动力/直接力复合舵系统神经网络参考模型设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的神经网络设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用神经网络参考模型方法对等效舵机系统进行设计.最后,通过仿真验证了该方法可利用直接力喷流机构快速性,有效地提高复合舵系统的性能.     

薄壳变速箱壳体动态响应仿真分析与试验验证

在ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）中搭建薄壳箱体的刚柔耦合虚拟仿真模型，进行动态响应仿真分析。在相同试验条件下，搭建薄壳箱体动态响应试验台架，并进行动态振动试验。利用Q-400非接触式测试系统测量台架试验结果。对比仿真分析和试验测量结果，验证了仿真分析模型的准确性和计算结果的可靠性。     

考虑摆臂柔性的舰炮摆弹机构动作可靠性及灵敏度分析

针对蒙特卡罗法计算复杂机构动作可靠度时计算效率不高的问题,提出了以计算机仿真模型为基础、蒙特卡罗法与支持向量回归机相结合的机构动作可靠性分析方法。利用该方法对摆弹机构的动作可靠度进行了仿真计算,并根据灵敏度和偏导数的定义,进行了摆弹机构的可靠性灵敏度分析。分析结果表明:摆弹机构的可靠度为0.990 21,炮弹重心到齿轮轴心的距离对其可靠性的影响最大。     

熔锥型保偏光纤耦合器耦合系数分析

耦合系数会直接影响到偏振光经过耦合器熔锥区后的光能量分布,从而影响保偏光纤耦合器的耦合性能。基于光波导模式耦合理论,建立了熔锥型保偏光纤耦合器的耦合模型,推导出了适应于纤芯为圆型、偏振主轴非平行时保偏光纤耦合器的耦合系数计算公式,形式简单、应用方便。为耦合模方程的求解以及耦合器的性能分析提供了前提条件,从而为熔锥型保偏光纤耦合器的高性能制造提供了理论指导。     

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。     

遥控武器站总体结构参数优化研究

为减小遥控武器站炮口扰动以提高射击精度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、有限元模型和刚柔耦合动力学模型。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,以减小炮口扰动为目标,建立了遥控武器站总体结构参数优化模型。采用多目标遗传算法对总体结构参数进行了优化,优化后炮口振动状况明显改善,与位移相关的起始撼动和与速度相关的起始扰动分别较原方案降低了17.05%和19.04%。     

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。     

基于虚拟样机的坦克承载零部件疲劳寿命预测方法

坦克承载零部件的疲劳失效是其主要的失效形式,疲劳寿命的预测一直是装备设计、研制、验证和使用过程中的重要问题之一。利用虚拟样机技术,建立履带车辆刚柔体耦合模型,通过在一定任务剖面下车辆虚拟试验,测试其承载零件的载荷谱,结合疲劳寿命分析技术,进行疲劳寿命预测,并给出计算实例,预测的寿命与实际使用情况相符合,表明提出的坦克承载件疲劳寿命预测方法是一种高效、实用的新方法。     

气动力/直接力复合导弹鲁棒控制器设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的鲁棒控制器设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用参数空间方法对等效舵机系统进行设计,以确保在喷流因子变化时的鲁棒性.最后,通过仿真验证了该方法的可行性.