筒形桅杆有限元计算模型及无刚度奇点的消除方法研究

本文提出了一个用于消除空间杆梁结构有限元模型中的无刚度“奇点”的元素及相应的刚度矩阵计算公式。在无刚度“奇点”出现处以此元素替代拉压杆元,可使空间杆梁结构模型中的无刚度“奇点”消失,能够在不增加整个计算模型自由度的情况下提高计算结果的精度。在微型计算机上运用全部三维12自由度梁单元计算模型、拉压杆元——加弹性支座计算模型和本文提出的计算模型对某型军舰的桅杆结构进行了实例计算比较。计算结果表明:用本文方法得到的应力值、位移值与全部三维12自由度梁单元模型的计算结果符合良好。     

瞬态响应的振型—加速度法及其在舰艇结构上的应用

本文讨论了线性结构系统瞬态动力响应的振型-加速度法,并对武器发射时激励力所产生的动力响应进行了具体分析。根据振型-加速度法已形成空间杆系结构的有限元分析程序,可用于线性激励的动力响应问题。计算结果表明振型-加速度法具有良好的收敛性。     

用子空间迭代法求解舰艇火炮装置加强结构自由振动及程序

本文根据实测的结果,建立了舰般火炮装置加强结构的计算模型,概述了结构刚度矩阵和结构质量矩阵的生成以及约束处理的原则。文章的重点是应用子空间迭代法求解火炮装置加强结构的自由振动、推导计算方法,编制计算程序,并甘某艇的火炮装置加强结构进行了计算。     

船体结构刚度对桅杆振动特性的影响及控制

采用Euler Bellouli梁理论推导出桅下船体结构旋转刚度和桅杆首阶固有频率参数之间的关系.用桅下船体结构的旋转刚度kα和桅杆参数EIl的比值判断桅下船体结构的旋转刚度对首阶固有频率的影响,对一个安装在不同旋转刚度基础上的桅杆实例进行了有限元计算,找出了桅下船体结构旋转刚度的合理设计范围.有限元软件仿真计算结果表明,合理地选择kα值可使桅杆首阶振动频率得到主动控制.     

高柔悬臂结构的弯曲型集中质量模型研究

基于质量集中和刚度等效的原则,提出了一种将高柔悬臂结构简化为弯曲型集中质量模型的新方法。首先,根据集中质量法确定简化模型节点处的集中质量。然后,基于振动特征方程和悬臂结构柔度矩阵中各元素与抗弯刚度的倒数之间具有线性关系的特点,推导出固有频率与层间等效抗弯刚度之间的非线性关系式;通过有限元软件对结构进行模态分析,提取其固有频率,将提取的固有频率代入关系式即可计算出等效抗弯刚度。最后,用数值算例对比验证了该模型简化方法的有效性和精确性。     

用混合有限元模型分析船体振动问题研究

对混合有限元模型应用于船体振动分析的方法进行了讨论,并建立了某船的混合有限元模型,分别对其船体总振动和局部振动进行了计算.计算结果表明,混合有限元模型的总振动计算结果略小于迁移矩阵法,而局部振动计算结果与孤立模型存在较大差异.     

车辆典型部件结构的有限元模型修正方法

以车身结构中简化的典型结构形式为研究对象,利用有限元软件中的焊点模拟单元,建立典型结构的有限元模型并进行模态分析。在参数灵敏度分析的基础上,结合模态试验测得的数据,利用广义简约梯度算法,对结构的有限元模型进行修正和模型验证,深入探讨了车辆典型部件结构的有限元模型修正方法。通过模型修正,有限元模型的精度得到了明显的提高,为进一步研究车辆结构部件的振动特性奠定了基础。     

舰船尾部振动分析整船混合有限元模型的集成方法研究

对舰船尾部振动分析中整船混合有限元模型的集成方法进行了研究．通过对现有的几种集成方法进行分析、比较,提出了一个较为简便、易于操作的集成方法,并用于对某型舰尾部振动的实例分析中,得出了满意的结果．本文结论可推广到采用整船混合有限元离散模型对舰船总体振动和局部振动的分析计算中．     

复合材料大展弦比亚声速机翼气动弹性研究

新一代航空结构广泛采用复合材料,对复合材料机翼的气动弹性工程化建模和分析是飞机设计的重要任务.应用气动弹性分析理论和方法,对复合材料大展弦比机翼进行了结构有限元建模、模型修正、固有振动特性计算、部件颤振工程分析.使用MSC/NASTRAN软件,在复合材料大展弦比机翼的初步静力分析模型基础上,依据结构图纸、相关试验结果反复修改得到合理的机翼结构动力学有限元模型,固有振动计算中采用动力减缩方法消除局部模态并提高计算精度,采用亚声速偶极子格网法求解非定常气动力,并对单独机翼进行了颤振计算分析,为工程设计提供了可靠的参考数据.     

关于舰炮装置下加强结构强度计算中几个问题的探讨

炮下加强结构强度计算,由于外力的随机性和加强结构型式的多样化,使计算方法的假定性程度较高。本文对影响外力数值及变化规律的各种因素、“齐射”的不同时性及连发响应叠加的后果等进行了探讨,并根据有限元动力计算及实舰测试结果与按“舰艇火炮装置加强结构强度计算方法”所作的内力计算结果作了比较分析,提出了一些见解。最后,本文认为随着火炮自动化程度的提高及舰体结构高强度钢材料的采用,炮下加强结构的型式已有所变化,振动情况也日显严重,因而许多新的问题有待于进一步去探讨。     

基于LabVIEW的舰炮振动检测系统

舰炮的射击振动严重影响其射击精度、工作寿命和工作可靠性,本文利用LabVIEW开发了振动检测仪,用来检测舰炮身管的振动,具有一定的应用价值.     

火炮身管振动特性及减振研究

对火炮振动研究的现状作了详细的评述,指出了目前存在的问题,提出了新的研究方向．     

空间结构的动应变控制

针对一类航天器外伸结构的结构振动问题 ,提出了一种动应变控制方法。并以一梁式外伸结构为例 ,建立了结构振动的应变动力学方程 ,以及以动应变为状态变量的闭环反馈应变控制状态方程。进行了应变控制的数值仿真。结果表明 ,方法是有效的 ,对于解决大型外伸结构的振动控制问题具有十分重要的实际意义和应用价值。     

一类参数激励与强迫激励并存的非线性振动系统的分叉

本文用Ｌｉａｐｕｎｏｖ—Ｓｃｈｍｉｄｔ方法研究了同时受参数激励与强迫激励作用的非线性振动系统的亚谐分叉问题,用奇异性理论确定了等价意义下的分叉方程的形式,导出了必需的分叉系数,求出并且分析了１／２—１／２亚谐共振分叉方程的普适开折,画出了各个结构稳定域及分叉集上的响应图。     

Development of multi-physics numerical simulation model to investigate thermo-mechanical fatigue crack propagation in an autofrettaged gun barrel

In this research, a detailed multi-physics study has been carried out by numerically simulating a solid fractured gun barrel for 20 thermo-mechanical cycles. The numerical model is based on thermal effects, mechanical stress fields and fatigue crack mechanics. Elastic-plastic material data of modified AISI 4340 at temperatures ranging from 25 to 1200 °C and at strain rates of 4, 16, 32 and 48 s⁻¹ was acquired from high-temperature compression tests. This was used as material property data in the simulation model. The boundary conditions applied are kept similar to the working gun barrel during continuous firing. A methodology has been provided to define thermo-mechanically active surface-to-surface type interface between the crack faces for a better approximation of stresses at the crack tip. Comparison of results from non-autofrettaged and autofrettaged simulation models provide useful information about the evolution of strains and stresses in the barrel at different points under combined thermo-mechanical loading cycles in both cases. The effect of thermal fatigue under already induced compressive yield due to autofrettage and the progressive degradation of the accumulated stresses due to thermo-mechanical cyclic loads on the internal surface of the gun barrel (mimicking the continuous firing scenario) has been analyzed. Comparison between energy release rate at tips of varying crack lengths due to cyclic thermo-mechanical loading in the non-autofrettaged and autofrettaged gun has been carried out.     

大型柔性空间结构的多级分散化振动控制

文中直接以结构的动力学变量作为系统状态,从理论上推导出了反馈和状态变量的解析表达式。基于该表达式,对一空间站模型进行了仿真。结果表明,该方法具有计算量小、稳定性好的优点,便于在线控制。     

高黏油品热边界层减阻输转工艺及装置研究

油库高黏油品黏度大、凝固点高,在常温下管输水力损失大,必须加热升温降黏后才能实施管输、收发及灌桶作业.分析了黏油蒸汽加热的不利因素,研究了黏油热边界层减阻输转理论与工艺技术,开拓了热边界层理论与技术的应用领域.研制了基于热边界层减阻理论的黏液输转装置,建立了黏油热边界层减阻工艺水力和热力数学模型,并编制计算程序,通过热...     

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。     

身管振动中摇架支承的分析

将摇架支承简化为移动约束,分析了这种支承简化对火炮身管振动的作用并进行了数值模拟,并讨论了摇架支承对炮口扰动的影响。