某火箭炮高低行军固定器设计与仿真分析

根据某火箭炮的特点和行军固定器的设计要求,对比各种锁紧方式的优缺点,为其设计了机械式高低行军固定器,通过计算初步确定了楔形块和驻钩上斜面的倾角、回复弹簧的刚度系数等主要参数。在Adams中仿真行军固定器的锁紧、解锁和受冲击载荷作用的过程,检验其是否能满足使用要求。根据动力学仿真结果得到的载荷数据,在Abaqus中对行军固定器的关键部件支臂进行有限元分析。仿真和计算结果表明:行军固定器可实现自动锁紧,解锁过程所需的手柄力符合设计要求,在冲击载荷作用下锁紧可靠,支臂的刚强度满足要求。     

水下垂直电磁发射系统水动力解析模型建模研究

为了更好地研究水下垂直电磁发射系统装置在水下工作的特点,首先推导了描述系统控制体运动状态的动力学方程和连续性方程;然后,分析了流体控制体间流量计算及窄缝隙泄漏量计算等关键问题的研究方法,构建了能够模拟装置水动力特性的水动力解析模型.研究表明:通过水动力解析模型仿真得到的在电磁力作用下动子的运动轨迹和装置关键环节的压强,...     

高速大载荷直线感应电机动子力学特性分析与结构设计

以高速列车碰撞试验平台为应用背景,首先开展了高速大载荷直线感应电机动子结构方案设计和受力分析;然后,采用通用有限元法分析了重要零部件的应力;最后,提出了动子结构设计的5条原则。结果表明:按这种结构方案设计的动子在该试验平台上的应用具有可行性。     

刚性包带式星箭锁紧机构分离性能研究

针对一种新型双点解锁刚性包带式星箭锁紧机构,运用软件ABAQUS显式动力学模块进行数值仿真计算,通过接触力学理论推导了螺栓预紧力与轴向接触载荷的关系式,基于单因素分析方法探讨了预紧力、摩擦因数和弹簧刚度对包带分离性能的影响规律及作用机理,采用Min-Max标准化对各影响因素进行显著性分析.结果表明:轴向接触载荷的仿真结...     

基于蜂窝的高速大载荷直线感应电机动子紧急制动装置

为提高高速直线感应电机动子的应急制动保护能力,首先比较了几种被动式吸能结构的优缺点,并结合动子的具体结构和制动要求,选取蜂窝作为紧急制动装置的吸能元件;然后,在系统研究蜂窝的结构和吸能特性、主要指标的基础上,提出了蜂窝选型与紧急制动装置设计的方法;最后,进行了实例设计和验证试验。研究结果表明:蜂窝适合用于制作动子紧急制动装置,该设计方法合理可行。     

用于在轨装配锁紧释放机构的设计

根据未来空间站发展方向提出的模块化航天器的设计要求,设计了一种基于"无源"锁紧技术和形状记忆合金释放技术的锁紧与释放机构。利用三维建模软件绘制在轨装配模块的三维模型,其中包括主动模块、被动模块以及实验架等。通过ADAMS仿真软件对在轨装配模块锁紧与释放过程进行仿真分析,将得到的锁紧与释放机构的仿真运动数据与理论设计进行对比,验证了该机构能够完成既定的设计目标。     

航空弹药冷气弹射动力学特性研究

为缩短战斗准备时间,降低机载弹射装置的维护成本,设计了自动增压充气的机载冷气弹射装置,通过对弹射过程数学建模,分析了高压空气从高压气瓶到低压室、解锁机构,再到作动筒活塞腔室,直到航空弹药完全离开弹射装置的整个过程。设计了冷气弹射内弹道特性计算算法,运用MATLAB软件进行计算仿真,仿真结果表明该装置可以满足国军标规定的航空弹药弹射要求,数据也可用于和后续实验数据对比。     

基于虚拟样机技术的某小口径火炮射击仿真分析

针对某小口径火炮在射击过程中零部件运动特性难以通过实弹射击试验获取的难题,联合三维建模软件和动力学仿真软件,建立了该炮的动力学模型。通过仿真数据与实弹射击试验数据的对比,验证了模型的有效性。在此基础上,研究了该炮在射击循环中各部件的运动规律和承受的发射应力载荷,研究结果可为该炮关键零部件的疲劳寿命分析和火炮射击精度研究提供参考。     

一种卫星对接装置空间凸轮机构传动分析验证

针对某新型GEO卫星与其他航天器的对接过程,设计了一种卫星对接装置。该对接装置主要采用空间凸轮机构,首先对其进行详细结构设计,并建立空间凸轮曲线的数学模型,通过理论计算分析空间凸轮机构传动特性。制造样机进行试验验证,通过高速摄影对凸轮机构传动特性进行记录。通过对比表明,试验结果与理论结果高度吻合,验证了空间凸轮曲线数学模型的合理性以及对接装置的可行性。对接装置具有碰撞接触力小、锁紧力大、运动平稳可靠等优点,能够有效地满足GEO卫星对接任务的要求。     

基于HIL的变流控制器实时仿真测试平台研究

针对变流控制器在研发测试阶段使用实际装置高压测试环境时风险高、代价大的问题,设计了一套基于HIL的变流控制器实时仿真测试平台,通过实时仿真模型代替实际装置对变流控制器进行了实时仿真测试研究,并将实时仿真测试结果与实际装置试验结果进行了对比.结果表明:所提实时仿真测试平台能够基本准确反映变流模块的动静态特性,为后续基于实...     

救生伞背带分系统对假人动载的影响

为了改善救生伞背带分系统的安全性,建立降落伞-背带-假人系统的动力学模型,分析背带及脱离锁参数对假人质心过载的影响。针对救生伞假人高速开伞空投试验,采用多体动力学方法建立降落伞、背带脱离锁和假人的十五自由度动力学模型;采用半质量-阻尼弹簧模型建立背带模型,连接降落伞、脱离锁和假人;利用实测过载计算降落伞开伞力。利用所建立的动力学模型仿真典型状态下假人和背带的动力学响应,验证所建立模型的合理性。分析了脱离锁位置、背带松紧程度、背带材料特性对假人质心最大过载的影响,可用于指导背带设计以及确定最佳的背带脱离锁位置。     

救生伞背带参数对假人动载的影响研究

针对救生伞假人高速开伞空投试验,建立降落伞-背带-假人系统的动力学模型,分析背带及脱离锁参数对假人质心过载的影响。在合理简化的基础上,采用多体动力学方法建立降落伞、背带脱离锁和假人的十五自由度动力学模型;采用质量-阻尼弹簧模型建立背带模型,连接降落伞、脱离锁和假人;利用实测过载计算降落伞开伞力。利用所建立的动力学模型仿真典型状态下假人和背带的动力学响应,验证所建立模型的合理性。分析脱离锁位置、背带松紧程度、背带材料特性对假人质心最大过载的影响,用于指导背带设计以及确定最佳的背带脱离锁位置。     

形状记忆合金自复位减振装置研制与验证

为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系子程序实现减振装置最大压紧力的数值分析,数值分析与静态调试试验结果误差约为2.58%;搭建地面减振试验平台,测试SMA自复位减振装置分离和闭合状态下的中心体零部件振动响应。减振试验结果显示:SMA自复位减振装置闭合后,中心体振动响应明显降低,在0～100 Hz频带内,均有明显的减振效果,低频至55 Hz范围内,减振率均大于50%。     

双边直线感应电机法向力与水平推力的气隙耦合分析

首先,采用多层电磁场理论建立了双边直线感应电机的多层简化模型,推导了法向和切向磁场的表达式;然后,运用麦克斯韦应力张量法计算了法向力和水平推力,得到了电磁力的气隙-转差率特性曲线,并结合运动方程进行仿真,分析了法向力和水平推力随气隙偏移变化的规律;最后,利用大功率直线加速平台进行试验验证,试验结果表明:动子在气隙内发生了振荡运动,振荡特征与理论分析吻合较好。     

多级电磁线圈发射器时序触发策略研究

为优化多级同步感应线圈电磁发射器(SICEML)性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立了单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算出了最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行了验证;采用该方法对两级以及10级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行了优化研究,并进行了仿真验证;为解决了仿真系统误差的问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析了仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响。     

多级电磁线圈发射器时序触发控制策略

为优化多级同步感应线圈电磁发射器性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行验证。采用该方法对两级以及十级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行优化研究,并进行仿真验证。为解决仿真系统误差问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响,得到最佳触发时序控制策略。     

空间飞网发射动力学建模仿真研究与地面试验

空间飞网是近来提出的一个创新的空间系统概念,在空间碎片处理和在轨服务方面具有独特的应用潜力.针对飞网系统的发射过程,利用建模仿真和地面试验两种手段进行了研究,建立了飞网发射的集中质量模型,设计了基于燃气助推质量块的飞网发射地面试验装置,开展了多次飞网发射试验.地面试验结果与模型仿真结果基本吻合,说明所建立的动力学模型可用于空间飞网系统设计.     

多电平逆变器实时仿真平台研究

针对设备研发测试阶段实际装置测试中风险大、代价高的问题,研究开发了一套基于HIL仿真理论的多电平逆变器实时仿真试验平台。首先,根据多电平逆变器的硬件架构,提出了实时仿真的整体方案;然后,建立了基于CPU与FPGA多处理器分布式运算机制的实时仿真模型;最后,结合实际控制器硬件,搭建了相应的HIL仿真试验平台,并与实际装置进行了试验对比。结果表明:该实时仿真平台,能够替代多电平逆变器中大功率实际装置部分,缩短其控制器的开发周期,降低试验风险和成本。     

多体动力学仿真车辆传动齿轮疲劳寿命灵敏度分析

齿轮是机械传动中重要的传力构件,由于测试手段和试验方法的限制,齿轮设计的时候多采用静强度设计理论,无法准确地反应实际情况下的动态特性,导致齿轮的实际寿命和设计寿命有较大的差距。基于多体动力学仿真分析方法建立履带式车辆传动系统虚拟行驶试验平台,获得齿轮在不同工况下的动载荷谱。基于疲劳分析软件MSC.Fatigue获得了齿轮的疲劳寿命,进而改变齿轮的结构参数分析不同结构齿轮的疲劳寿命,得到其疲劳寿命随不同结构参数变化的规律,进行齿轮疲劳寿命的灵敏度分析,为齿轮的结构优化作了一定的探索。     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究,在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上,采用时频分析和涡流分析方法,建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动,采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动,从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例,仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响,并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明,受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响,弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差,其中炮口扰动引起的偏差最大,其次是弹托分离。