预制缺陷柱壳结构的等效裂纹分析方法

针对传统有限元法在分析预制缺陷柱壳时出现的应力/应变计算精度不足、无法有效指导工程实践的问题,提出了一种具有高冗余度的等效裂纹分析方法。将预制缺陷视作典型裂纹,基于奇异裂纹元法对其进行裂纹稳定性分析,并根据稳定性分析结果来评估预制缺陷柱壳的结构完整性。通过该方法得到的分析结果具有比常规有限元分析更高的可靠性,对于导弹线式爆炸分离装置等工作环境恶劣、风险系数较高的预制缺陷柱壳结构而言,该方法有助于提升其设计的安全裕度,具有一定的工程实用性。     

卫星导航接收机鉴相器有限字长效应研究

卫星导航接收机跟踪信号的能力取决于锁相环的跟踪精度,相位鉴别器在锁相环设计中具有重要地位。针对点积鉴相器和二象限反正切鉴相器在输入信号有限字长效应下,对鉴相器性能的影响问题,建立了鉴相器有限字长误差模型。通过理论推导输入信号的统计特性,计算得到鉴相器输入信号均值和方差表达式,并分析了有限字长对鉴相器的均值和方差、收敛区间和鉴别增益的影响情况。由理论和仿真验证,得出了鉴相器在输入信号有效位数3比特以上时,对环路跟踪精度没有影响的结论。     

发射井内弹-筒系统抗爆减震设计

为提高井下冷发射导弹的生存能力,对其开展了抗爆减震设计研究,建立了弹-筒系统在不同减震方式下的有限元仿真模型,计算了弹-筒系统在爆炸地冲击作用下的动态响应,比较了悬吊式、下支承式、斜吊式等多种减震系统的减震效果,并分析了减震器刚度和阻尼对减震效果的影响。结果表明：悬吊式减震系统的减震效果略好于下支承式,斜吊式最差,合理减小减震器刚度和阻尼可以明显提升悬吊式减震系统的减震效果。     

脉冲功率电源连续发射水冷模拟负载

针对脉冲功率电源连续循环放电吸能需求,提出一种1.9 MA级循环脉冲功率水冷模拟负载方案。考虑水冷负载与实际电磁发射负载的相似性要求,提出4×8钢管阵列组成的电阻网络,可方便实现电源不同组合方式的放电考核;针对1.9 MA级电流产生的脉冲电磁力可能引起水冷模拟负载损坏的问题,建立水冷模拟负载三维有限元分析模型,进行电磁力计算和结构分析,保证水冷模拟负载稳定性;利用热网络法对模拟负载在循环脉冲模式下的强迫风冷却、自然冷却和去离子水冷却等方式进行了温升分析。结果表明:模拟负载采用钢管内通去离子水冷却效果最好,循环放电时温度可以恢复到初始状态,最高温度62.5℃,满足连续放电实验的需求。利用提出的方法设计一台水冷模拟负载样机并进行了连续2次1.9 MA放电研究,试验结果与理论分析吻合较好,负载结构运行稳定,从而验证了理论分析的正确性。     

基于自适应二阶终端滑模的航天器有限时间姿态机动算法

针对航天器有限时间姿态机动问题,提出一种自适应二阶终端滑模控制算法。设计一种终端滑模面,保证系统状态能够在有限时间内沿滑模面收敛到系统原点;为克服系统抖振,设计了二阶终端滑模控制器,并采用参数自适应估计项补偿系统中的外部干扰力矩。基于Lyapunov函数法证明了二阶自适应终端滑模控制器能够保证闭环系统实际有限时间稳定。仿真结果表明,提出的姿态机动算法响应速度快、精度高,能够有效实现对系统抖振和外部干扰的抑制,具有重要的科学意义和工程应用价值。     

二维周期钢管阵列带隙特性计算中的时域有限差分算法

通过选取合适的离散时间间隔,解决了大密度、弹性常数差界面上时域有限差分(FDTD)算法的不稳定现象。进而采用改进的O(2,4)精度FDTD算法,计算了由空气中二维周期钢管正方阵列组成的晶格常数为103mm的声子晶体的Г Х方向禁带,计算结果与测试结果吻合较好。     

低功率霍尔推力器阳极供气环工程设计关键参数仿真

为了提高低功率霍尔推力器放电通道内中性原子分布均匀性,采用有限元方法对阳极供气环关键结构参数进行优化研究。针对双腔式阳极供气环结构,重点分析了缓冲腔容积比以及缓冲腔隔板导流小孔数量等关键参数对阳极供气均匀性的影响。研究结果表明:随着缓冲腔容积比的增大,阳极供气环出气孔差异率先快速减小后趋于稳定,其中当容积率k=1.0时,平均差异率和最大差异率分别为1.77%和3.79%;隔板间导流小孔数量从8增加到14时,出气孔差异率呈现浴盆曲线特性,其中导流孔数量为10时,平均差异率和最大差异率分别为1.8%和3.8%。研究结果可为霍尔推力器阳极供气环工程设计提供理论支撑。     

有限元结构分析神经网络计算

采用精确积分四边形单元刚度矩阵,构造一种多层反馈神经网络以实现平面问题有限元结构分析,其中间层神经元联接权值为求解问题的单元刚度矩阵。分析和数值仿真结果表明,该神经网络稳定收敛于有限元模型解,为有限元结构分析并行计算提供一种新的方法。     

鳐鱼胸鳍模式的运动学建模与仿真

由于流场环境中的鱼类动力学建模困难,目前胸鳍模式研究进展受到制约.随着计算机的高速发展和数值计算的进步,将有限元建模应用于水动力学研究,近年来也成为热点.而利用有限元建模,必须进行对象的运动学建模.本文提出了鱼类胸鳍模式的运动学模型,通过物理特征和运动参数探讨了运动波形,简化了鳐鱼胸鳍模式的运动方程,利用运动方程作为模型的运动边界条件,对牛鼻鲼的有限元模型进行仿真,探讨了牛鼻鲼的运动规律,验证了运动学模型的有效性.