非线性隔冲系统最大响应的计算方法

提出了一种计算具有三次方非线性刚度的单自由度隔冲系统最大响应的方法 ,该方法将计算过程分成冲击作用阶段和自由衰减振动阶段 .在冲击作用阶段中 ,认为系统的冲击刚度为常数 ;在自由衰减振动阶段中 ,考虑系统的刚度非线性 ,用迭代法推导出了系统最大位移和最大加速度的一阶近似表达式 .据此可用数值计算的方法求出系统的最大位移和最大加速度     

高重合度人字齿轮传动动态性能优化设计

对人字齿轮传动进行高重合度设计的分析,基于人字齿轮副承载接触分析技术,针对人字齿轮传动中主动小齿轮轴向浮动安装的特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合冲击激励及误差激励等因素的影响,采用集中质量法建立了考虑修形的人字齿轮副弯-扭-轴耦合非线性振动模型,推导了系统无量纲运动微分方程,求解得到齿轮传动系统的振动加速度。以齿轮的振动加速度均方根值为优化的目标函数,针对该类复杂实际工程优化设计中适应值计算费时的缺点,提出了一种改进的具有适应值预测机制的遗传算法,优化得到了人字齿轮的基本设计参数及修形参数,提高了计算效率,通过实例分析验证了该优化方法的有效性。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对齿轮副减振降噪具有一定作用。     

火控设备抗冲击过载方法探讨

火控系统提高可靠性的关键是保证电子设备在火炮发射冲击振动环境中的正常工作,需要从结构强度和器件减震两个方面共同努力。通过对当前炮载火控设备发射冲击振动的实际测量,指出了目前普遍使用的减震方法存在的问题和不足,通过仿真分析和台架试验,提出了新型减振隔冲器件的设计思路。     

弹架间隙对机载外挂振动响应的影响研究

针对挂飞情况下,弹架间隙导致的机载外挂系统振动非线性问题,建立了含间隙外挂系统动力学模型。针对简化弹架系统模型,采用有限元方法,取多组弹架间隙值,对外挂振动响应进行了计算。分析了现行外挂在工作频段内,间隙对其振动响应影响的趋势。结果表明:低频段振动响应峰值频率成分复杂,且响应随间隙变大有先减小后变大的趋势;各间隙条件下,中频段响应峰值差距不大;高频段响应随间隙变大而减小。     

楔形变截面钢-混凝土组合梁弯曲和自由振动的求积元分析

基于改进的Newmark组合梁模型和平面应力模型分别建立考虑界面滑移的楔形变截面钢-混凝土组合梁的一维和二维求积元单元。对组合梁的弯曲、自由振动问题进行计算分析,将两类单元的计算结果进行比较和讨论。结果表明,对于工程结构中常见的楔形变截面组合梁的弯曲问题,可以采用自由度较少,计算成本较低的一维模型;对于自由振动问题,一维模型可以较为准确地描述一阶振动模态;若需对高阶振动模态进行分析,可选用更为准确的二维模型。     

多尺度法的设解形式之探讨

当采用多尺度法研究非线性振动问题时,经常会遇到不同情形下系统响应的设解形式不同的问题.文中针对一类具有平方和立方非线性项的单自由度和多自由度非线性系统,得到不同设解形式下的一次近似解和二次近似解,并与数值解相比较,发现两种设解形式的近似解与数值仿真解的解曲线吻合很好,表明传统的各种设解形式在研究弱非线性系统时都有很好的近似性.     

载流管道在基础振动下的振动控制

根据舰船管道的实际情况 ,在载流管系的动态响应分析中引入基础振动的影响 .计算分析了舰船管道系统在流体激励、外部干扰力和基础振动情况下的动态响应 .研究了如何减小基础振动对管路系统振动的影响 ,通过计算分析 ,提出了比较有效的减振措施 .     

非线性随机动态响应的高效模拟方法

提出了一种分析多自由度非线性系统在随机激励下响应的高效模拟方法。该方法以蒙特卡罗方法为基础,针对动态问题,建立了有效的重要性判别准则,采用俄罗斯轮盘赌与分裂方法来处理响应样本,增加了样本在低失效概率区域出现的几率,提高了模拟效率。通过两个算例表明,该方法操作简单,可以大大地减少计算量,能够适用于实际的工程问题。     

公路运输环境下运输车及导弹固体发动机响应数值分析

为解决某型固体火箭发动机在公路运输过程中动力学响应难以直接测定的实际问题,构建了运输车的13自由度动力学模型,采用谐波叠加法模拟路面不平度激励后,基于达朗贝尔原理计算得到车身质心处的时域响应,并简要分析了不同运输工况下响应规律,最后利用MSC.Nastran分别仿真计算了发动机在加速度载荷及其与温度载荷联合作用下的动力学响应。结果表明:运输过程中,车身质心处加速度响应近似服从高斯分布,且其均方根值随运输速度提升或运输公路等级下降而呈非线性增加趋势;考虑随机振动与温度载荷联合作用时,发动机壳体von Mises应力响应最大值超过500 MPa,药柱von Mises应变大于5%,均高于振动载荷单独作用响应,但不会造成发动机强度破坏。     

引信在膛内的加速度响应分析

研究引信在膛内的受力情况,经典的分析方法是将弹丸和引信看成一个刚体,但随着对膛内问题的深入研究,发现这种方法和实测值出入很大.为更好地计算膛内引信的受力,本文在实测的基础上建立了弹丸引信系统在膛内冲击振动的力学模型,提出利用振动理论计算引信零件膛内加速度响应的方法,并对两种不同类型的弹丸引信系统进行计算比较,计算结果和实测值很接近,并发现此方法在簿壁弹上应用优越性更为突出.     

爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。     

某空降型自行火炮着陆过程车体损伤评估

为了考核某空降型自行火炮着陆冲击过程的抗冲击振动性能,实装空投试验是检验手段之一,但是实装空投需要耗费巨大的人力和财力,而且试验条件不可控,因此,采用数值模拟分析是一条有效的途径。通过建立整炮的虚拟样机模型获取载荷,建立车体的有限元模型并对车体进行瞬态响应分析,得到车体着陆冲击过程的动应力和动应变,结合勒梅特损伤模型对车体的损伤量进行了计算。这种结合虚拟样机技术和有限元分析的研究方法可为大型空降武器的抗冲击振动试验提供参考。     

多孔材料药型罩聚能射流的形成条件

依据Herrmann状态方程和斜冲击波关系估算了多孔材料药型罩压垮之前的冲击温升,求解了经过冲击压缩卸载后材料的声速。给出了多孔材料药型罩聚能射流的形成条件。初始冲击温升会使材料的声速和强度降低,从而使多孔材料聚能射流形成射流的高速和低速条件降低。     

一种金属橡胶元件建模方法研究

用理论和试验相结合的手段研究金属橡胶弹性元件的动力学建模,提出一种新的建模方法,用此方法建立了基于迟滞回线拟和分解的高次弹性复合阻尼模型。该模型用非线性刚度和非线性复合阻尼机理构造,模型中的参数由试验数据辨识。用所建模型重构恢复力-位移迟滞回线,结果表明该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性。     

裂纹叶片非线性振动响应理论分析与实验验证

叶片裂纹严重威胁航空安全,已引发数起严重飞行事故。为诊断叶片早期裂纹,对裂纹叶片的非线性振动规律进行了理论和实验研究。建立了裂纹叶片动力学非线性模型,梳理了裂纹尺寸与动力学参数的对应关系,推导得到了非线性振动响应谐波分量功率的耦合量化关系式,结果表明叶片振动分量谐波功率与相邻分量谐波功率以及谐波分量的阶次有关,而且谐波分量相对功率与裂纹深度呈正相关。据此,提出了一种基于谐波分量相对功率的裂纹检测方法。对钢直板叶片进行了模拟仿真和振动台实验,仿真结果和实验结果都表明这种方法可以有效区分裂纹叶片和正常叶片。     

钢管在冲击荷载作用下的变形与失效破坏

为研究钢管在弹体侵彻过程中的变形特点,基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用Johnson-Cook模型,模拟了半球形弹体以不同速度正向冲击钢管时的非线性动力响应情况。结果表明：弹体速度越小,钢管的抗侵彻性能越好;弹体速度越接近临界破坏速度,钢管降低弹体速度的能力就越明显;弹体冲击钢管时,钢管上表面比下表面更容易产生大变形,消耗更多的弹体动能,并在抗侵彻过程中伴有局部凹陷、蝶形变形和贯穿现象。实验结果可为圆柱壳结构钢管在冲击荷载作用下的耗能分析提供参考。     

轮式突击炮行进间射击炮口振动分析及稳定控制

为了研究不同因素对炮口振动的影响规律,建立了轮式突击炮行进间射击多体动力学模型,并与试验结果对比验证了合理性。路面谱采用谐波叠加法建模,在不同路面条件和火线高情况下进行了仿真计算,获得了两种因素对行进间射击炮口振动的影响规律。构建了垂向稳定器模型,进行了联合仿真,对比了有、无稳定器两种情况下的炮口振动。结果表明:炮口振动幅值随路面粗糙度增大而增大;火线高对炮口振动的影响是非线性的;垂向稳定器能有效控制炮口振动,相较于无稳定器情况,开炮前炮口最大高低角和高低角速度幅值分别降低了94.1%和97.4%,开炮后炮口最大高低角振动幅值降低了16.2%。该研究对轮式突击炮的总体设计起到了一定理论支撑,具有重要工程应用价值。     

水下制氢反应室动态过程数值分析

为研究水下制氢反应室的动态过程规律,基于化学反应动力学和单液滴运动学得到合金/水反应转化率,并在最小自由能法计算得到生成物各组分摩尔数的基础上利用质量守恒方程得到室内各物质质量变化规律。在建立非线性移动边界螺旋管动态模型的前提下,利用能量守恒方程得到室内热力参数变化规律,进而完成制氢反应室动态过程详尽模型的建立。利用该模型编写计算程序,完成某水下制氢反应室动态过程仿真。结果表明,各仿真曲线较好地反映了对应参数的动态变化规律,验证了模型建立与仿真的正确性;合金/水反应转化率决定了反应室的物质质量变化规律及其能量释放特性。该模型可以作为制氢反应室动态特性分析及其过程控制研究的基础模型。     

电磁发射系统改进FAHP-神经网络健康评估方法

准确定量评估电磁发射系统发射前的健康状态意义重大。针对模糊层次分析方法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)在评估电磁发射系统串行结构同级元素健康值时存在较大偏差,且无法适用系统非线性变权重需求的缺陷,提出改进FAHP-神经网络方法。通过在计算同级元素健康指数时构造能够满足串行结构健康评估的非线性函数进行计算,并在数学上证明该方法的有效性；通过引入神经网络系统,在已有的系统先验信息和测量数据的基础上训练模型解决系统健康评估非线性变权重需求。基于电磁发射系统脉冲成形网络系统建立健康评估模型,开展评估试验。结果表明,提出的方法健康评估精度较高,在各种系统健康状态下,评估结果均符合系统实际的健康状况；对比传统的FAHP,提出的改进方法评估精度大幅提升,且在评估试验中没有出现故障误报和漏报的情况,从而验证了提出方法的可行性和工程实用价值。