万向铰传动旋转轴的横向振动特性分析与仿真

为进一步考察万向铰传动旋转轴的动力学特性,利用欧拉方程推导出由万向铰运动约束描述的旋转轴系横向振动模型。通过模型求解得出该系统可能存在的多种共振模式,对从动轴横向振动的超谐波共振、主共振进行稳定性分析,并对其振动响应进行数值仿真分析,验证了稳定性理论分析结果的正确性。研究表明:系统超谐波共振及主共振的稳定性条件与支撑轴承安装位置、从动轴转动惯量、输入扭矩、轴承弹簧刚度以及阻尼等因素有关;加大轴承距万向铰中心的距离、增加轴承弹簧刚度与阻尼系数等,均可导致超谐波共振或主共振的非稳定区扩大;系统在对应中心频率附近容易发生共振。     

高速旋转弹位置与姿态测量数据分析方法

精确的弹箭位置与姿态测量数据是提高制导弹箭射击精度的基础。通过分析高速旋转弹位置与姿态传感器的量测噪声,采用卡尔曼滤波方法进行误差估计,以提高测量精度。基于高速旋转弹质心运动和角运动方程,建立了系统状态方程;根据全球定位系统和地磁传感器的测量原理,建立了量测方程;以某弹飞行数据为例,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和无味卡尔曼滤波(UKF)分别对弹箭的位置和姿态进行最优估计。仿真结果表明,采用上述方法可有效减少系统误差,并使综合误差进一步降低,射程与高度误差均控制在±1 m,攻角和侧滑角误差分别为±0.02 rad和±0.01 rad,可满足工程应用的要求。     

重力梯度对超大柔性空间结构在轨动力学特性的影响

空间太阳能电站是一种具有超大和高柔性特征的空间结构,这种空间结构在尺寸上远超以往的航天器,给轨道动力学特性的研究带来了新现象与新问题。以千米量级的哑铃模型为研究对象,考虑重力梯度影响,建立了Hamilton体系下的在轨动力学模型,利用辛龙格库塔法得到了不同参数取值下的动力学响应。通过对比仿真结果,得到了结构尺寸与重力梯度对轨道运动、姿态运动影响的定量关系。仿真结果表明,重力梯度引起了姿态-柔性振动耦合现象,姿态运动影响了结构振动曲线外部包络线样式,而柔性振动改变了姿态运动周期。     

膛线形式对某大口径火炮炮口振动影响分析

建立了某大口径自行加榴炮回转部分有限元模型,对动力学模型中的边界条件如反后坐装置力、布尔顿力加载等进行了研究.利用有限元模型仿真了膛内时期火炮的动态响应,得到了弹丸运动的加速度、速度、位移和弹丸运动姿态以及导转力矩、弹丸定心部力、炮口点的扭转角速度和扭转角度、炮口点的横向振动线位移、角位移、速度和角速度等变化规律,分析...     

柔性机械臂动力学的虚功率原理-有限元法

本文根据虚功率原理,用有限元方法对柔性机械臂系统进行了理论上的讨论和描述,并导 出了柔性机械臂的动力学方程,对单臂模型的数值计算结果验证了本文的方法。     

弹药装填机器人自适应PD控制算法

针对弹药装填机器人取弹后自身质量改变较大,运转时会受到质量变化和复杂车内环境共同作用,容易产生运动位移误差现象,采用一种基于重力改进的自适应PD控制算法,实现了弹药装填机器人实际运动轨迹与预定轨迹的快速跟踪要求,并通过Matlab-Simulink进行了仿真验证,得到了较好的控制效果。     

振动对臂式输弹机的影响分析及测试

大口径火炮输弹过程中弹丸卡膛行程不一致会导致火炮发射药室容积、弹丸起动压力差异,影响火炮射击初速和射击精度。为了提高某臂式自动输弹机的弹丸定位精度,首先通过高速摄影发现弹丸在入膛后会产生在重力方向的振动,消耗弹丸动能造成卡弹力不一致。通过分析臂式输弹机工作机理,明确输弹过程中各个部件的运动关系,对输弹机构在静止状态和运动状态进行受力分析,确定造成弹丸振动激励源的位置,利用激光位移传感器测试了该点振动的幅值及频率。最后提出了输弹机的改进方案以消除振动对输弹稳定性的影响。     

含万向铰偏斜轴系的主共振及其稳定性分析

为了揭示含万向铰偏斜转子系统非线性动力学的基本特征,研究了固有结构偏斜与实际误差偏斜共同作用下含万向铰偏斜轴系的扭转振动问题.首先,推导出偏斜转子系统的弱非线性扭转振动方程,利用多尺度法求得其在主共振情形下的周期解,并给出稳态周期解的幅频特性和相频特性关系式;然后,运用李雅普诺夫第一近似稳定性理论,对系统平衡点进行稳定性研究,得到主共振解振幅与相位随调谐参数变化的稳定区与不稳定区;最后,对偏斜轴系中从动轴一端的一阶近似稳定周期运动进行了分析与仿真.研究结果为进一步的分岔与奇异性分析奠定了基础.     

考虑几何及力和力矩非线性时弹丸运动方程的研究

从矢量形式的六自由度弹丸运动方程组出发,推导出了在全部力和全部力矩作用下考虑几何非线性及力和力矩非线性时的弹丸运动方程组,并导出了其用于数值计算的柯西标准形式,得到了攻角和进动角的计算表达式.此动力学模型可用于弹丸大攻角飞行时的弹道计算及某些灵巧弹药(如末敏弹)的设计.     

载体行进间对准杆臂误差补偿算法

针对载体行进间对准过程中由于杆臂误差所造成的对准结果偏差问题,通过分析杆臂误差的产生机理,提出采用力学方程的方法对杆臂长度进行测量,并将测得的杆臂长度代入到力学方程,同系统的误差模型相结合,组成新的状态量测方程,通过5阶CKF算法,实现了杆臂误差的在线补偿。仿真和实验结果表明:通过此方法,可以实现载体行进间杆臂长度的实时估计,根据估计结果,实现对于杆臂误差的在线补偿,从而提高对准的精度。     

自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真

动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。     

防御战车行进间发射虚拟样机建模与仿真

为了评估防御战车行进间发射的可靠性,运用动力学虚拟样机建模与仿真技术对战车行进间发射进行了研究.依据战车三维实体模型,基于多体动力学软件建立了战车的多体功能型虚拟样机模型.应用实测的载荷-位移曲线建立了非线性油气悬挂模型,应用非线性并联弹簧阻尼模型模拟了箱弹间的接触力,基于路面功率谱密度函数,应用Sayers理论建立了...     

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。     

制导航空子母炸弹高速抛撒分离数值仿真

制导航空子母炸弹在跨音速抛撒子弹药过程中,子弹药与母弹的分离伴随着复杂的流场和激波干扰,该过程中不仅存在着激波与激波的相互碰撞、部分激波的多次反射,而且由于受到多体运动的相互作用,其气流方向也发生变化,形成了变化复杂的压力、速度分布区域。采用数值模拟的方法对制导航空子母炸弹子弹药高速抛撒分离过程进行了数值仿真分析,应用嵌套网格技术,耦合多体动力学方程以及 N－S 方程求解子母炸弹高速分离过程,为工程设计、研究提供理论指导与计算依据。     

地面火炮新型弹药动态毁伤效能研究

针对地面火炮新型弹药毁伤效能分析难的问题,提出综合运用终点效应理论、可视化建模、动力学仿真、数据挖掘等分析新型弹药实战条件下对典型目标动态毁伤效能的思想;运用该思想计算某型预制破片弹对轻型装甲目标的动态毁伤效能,分析了毁伤效能随射向偏差角、落角、距离偏差量、炸高等实战因素的变化规律,给出该型预制破片弹作战使用的合理建议.     

大口径顶置火炮输弹机动力学研究

为解决大口径顶置火炮弹药自动装填系统的关键技术问题,提出了大口径顶置火炮输弹机各工作阶段的力学模型和动力学方程,并通过输弹速度与时间的计算分析,得到了3种输弹方式的输弹速度与时间关系曲线,其结果对大口径顶置火炮供输弹系统的研究具有较大参考价值。     

轴向移动内压力梁动力学的动网格法

面向轴向移动内压力梁结构动力学特性研究,采用Lagrangian方法建立了轴向移动内压力梁的运动控制方程,基于有限元动网格法对轴向移动梁运动控制方程进行离散。将内压力作为边界条件,采用Newmark-β时间积分方法计算轴向移动梁动力学响应,并开展动力学特性研究。结果表明,建立的有限元动网格模型能够有效地实现轴向移动内压力梁动力学响应计算。轴向移动内压力梁在收缩运动过程中,自由端振动频率将逐渐增加。悬臂长度对梁自由端振动频率具有显著影响。同时,结构振动频率随内压力的增加而增加。本文中建立的有限元动网格模型能够为轴向移动内压力梁动力学研究提供新方法。     

大型柔性起竖臂的有限元建模与分析

针对使用中的振动问题,基于ANSYS软件平台建立某大型柔性起竖臂合理的有限元模型,获得其固有振动特性、刚度和强度等设计数据。分析表明,使用中出现的振动现象是由于外载荷频率接近起竖臂一阶固有频率所致,而起竖臂刚度和强度设计整体合理,但存在局部应力集中和强度设计偏于保守的问题。     

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...     

面对称弹丸弹道运动方程组的建立

依据外弹道学基本理论 ,针对巡航导弹模拟弹关键技术研究的理论需要 ,提出了面对称弹丸运动方程的应用需求。由于面对称弹丸有滚转 ,使其对称面与攻角平面不重合 ,其运动方程更为复杂 ,推导了面对称弹丸的弹道运动方程 ,解决了巡航导弹模拟弹的弹道精确计算问题。