基于虚拟样机的自行火炮行驶平顺性仿真研究

对某型自行火炮结构组成进行分析,利用ATV模块在ADAMS软件平台上建立该火炮的虚拟样机;利用谐波叠加法构建了随机不平路面,实现了自行火炮的仿真行驶。选择总的加速度加权均方根值评价法作为自行火炮行驶平顺性的评价标准,并对不同路面上的行驶平顺性进行仿真计算,得到了评价平顺性的参考值。结果表明,通过建立虚拟样机对自行火炮进行平顺性分析是可行的,为自行火炮的行军试验仿真提供了参考。

一类自行火炮行走部分建模与仿真研究

虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术,它是在计算机上建立样机模型,用数字化样机代替传统的物理样机的一种技术。本文把虚拟样机技术引入履带车辆动力学分析领域,分析了某型自行火炮的结构组成及运动关系,建立了该型自行火炮的虚拟样机,并对用到的几个主要力学模型进行了介绍,最后对自行火炮的行驶过程进行了动力学仿真分析。

基于ADAMS的自行火炮悬挂装置振动分析

在对自行火炮的振动源进行分析的基础上,利用ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSys-tem)软件平台下的ATV(AdamsTrackedVehile)模块建立了某型自行火炮虚拟样机,并对自行火炮的悬挂装置进行了简单的分析,建立了该部分的三个力学模型。最后,利用虚拟样机对自行火炮进行了行军试验仿真,考察了悬挂装置的施加对车辆振动的影响。仿真结果表明,利用ATV建立的虚拟样机对自行火炮进行振动分析的方法是可行的。

某型履带式自行火炮直线行驶性能仿真研究

采用计算机仿真技术,建立某型履带车辆的虚拟样机,对履带车辆的直线行驶性能进行了仿真研究。首先利用ADAMS仿真软件建立其虚拟样机,并通过与设计数据比较对样机进行初步验证;然后通过行驶仿真试验测得行驶阻力系数,同时得到了车速与路面条件对履带车辆行驶性能的影响规律,确定了履带车辆在各种路面行驶的合理车速;最后,以履带车辆通过2.5m宽壕沟为例,研究了履带车辆在克服各种障碍时的动力学性能。结果表明,应用履带车辆虚拟样机,履带车辆行驶过程中的动力学性能可以得到很好的预测。

履带车辆地面力学仿真研究

ATV(ADAMStrackedvehicle)是基于虚拟样机分析软件ADAMS的一个专门分析履带车辆的工具箱。该文通过对土壤弹塑性力学本构关系的引入,对ATV中的三种车辆地面力学模型进行了研究,分析了三种地面模型的参数对车辆行驶性能的影响,得出了各个地面模型所适合的实际路面。最后,建立履带车辆模型,对三种地面模型进行了试验仿真分析,为后期的车辆行军试验仿真提供了路面依据。

基于虚拟样机的仿真系统校核、验证与确认研究

虚拟样机模型的正确性和精确度直接影响到仿真的置信度,如何保证建立的计算机仿真模型的正确性是虚拟样机建模的一个重要问题。首先对虚拟样机技术的特点及其仿真步骤进行了描述;然后,在介绍仿真系统校核、验证与确认概念的基础上,讨论了分布交互仿真系统校核、验证与确认的原则;根据虚拟样机的特点,研究制定了虚拟样机仿真系统的校核、验证与确认的七步过程,重点对虚拟样机仿真系统的模型验证方法进行分析;最后,提出了的虚拟样机校核、验证与确认过程中应该遵循的原则。

自行火炮扭力轴强化疲劳寿命计算及分析

开展自行火炮强化试验研究,关键问题是如何计算强化路面下自行火炮扭力轴疲劳寿命。首先,基于虚拟样机技术,建立了某型自行火炮的虚拟样机,结合强化路面数字化模型,开展自行火炮行驶强化试验仿真,获得自行火炮悬挂装置关键件扭力轴的载荷时间历程。然后,利用有限元分析软件MSC.Nastran与疲劳分析软件MSC.Fatigue计算其疲劳寿命。最后,针对自行火炮在部分强化路面上行驶时,随着车速的提高,出现了扭力轴疲劳寿命不降反升的现象,利用振动学的相关理论,从路面、车速对载荷的影响规律入手,对这种现象的原因进行了分析,为自行火炮实车强化行驶试验方案的制订提供了数据参考。

国内车辆可靠性强化试验技术的现状与发展趋势

车辆可靠性强化试验属于可靠性强化试验的一个应用分支。首先论述了车辆可靠性强化试验技术的理论基础；然后介绍了车辆试验场及试验道路的研究现状,综述了确定强化系数的各种方法。最后,指出车辆强化试验技术的今后的发展趋势。

履带车辆行驶平顺性预测的仿真

履带车辆行驶平顺性预测仿真,以某型履带车辆为例,利用Matlab信号处理工具箱构建路面模型,以逆傅立叶法构造路面谱。以ISO2361标准作为平顺性评价方法,对履带车辆在F级路面上的平顺性进行仿真。并用履带车辆模块和Pro/ENGINEER构造履带车辆虚拟样机,包括其结构组成及运动分析、模型建立及仿真分析。

某轮式自行火炮行驶性能模型仿真研究

自行火炮行驶性能是分析车体运动与受力规律,研究车体姿态变化规律的基础。首先,对某型轮式自行火炮底盘行走系统进行了结构分析,建立了轮胎地面接触力学模型、悬挂系统力学模型;然后,应用虚拟样机技术,结合行驶路面数字化模型,构建了底盘行走系统的虚拟样机,并进行了行驶过程仿真;最后结合实车数据,对比分析了相同速度下纵摇角、横滚角的变化规律,验证了模型的准确性。通过行驶过程仿真,获得某型轮式自行火炮的车体变化规律,为后期开展相关的行驶性能试验提供了模型支持。

某型舰炮托架有限元强度分析

某型舰炮为减轻托架的重量和降低生产成本,采用了铝板焊接结构,为保证射击安全,需要对其进行强度校核。首先,基于托架三维CAD模型,根据设计及实际情况,对模型进行了几何简化处理,然后,采用MSC.Patran软件建立了托架的有限元模型,并利用MSC.Nastran对其求解,获得了关键部位的变形与应力,最后,基于获得的关键部位应力应变,结合结构的材料特性,对其进行了强度校核。研究结果表明,在考虑安全系数1.5的情况下,焊接结构完全满足强度要求。

某型火炮空投试验平台设计研究

为节约某型火炮的试验成本,降低风险,需要设计火炮空投试验平台,进行模拟空投试验。首先,基于空投试验平台功能组成分析,利用Solid Work软件设计了空投火炮试验平台的各部分结构;然后根据其结构特性,对其强度进行了初步校核;最后,以某型自行火炮为研究对象,利用ADAMS软件建立其简化虚拟样机,对三种典型着陆工况进行了空投着陆仿真计算。结果表明,该试验平台可以实现火炮着陆工况的模拟,能够基本满足空投定型试验的需求。

坡膛结构变化对火炮内弹道性能影响的研究

考虑了经典内弹道方程组和弹带挤进过程的耦合效应,以内弹道方程组的解作为弹带挤进过程数值模拟的力边界条件,同时以数值模拟的结果作为内弹道方程组下一增量步计算的初始条件。引入了Lemaitre提出的基于连续损伤介质力学的考虑粘塑性及韧性损伤耦合效应的本构模型来模拟弹带材料的损伤失效过程,采用了Von Mises屈服准则、Johnson-Cook硬化模型及John-son-Cook失效模型,考虑了大应变、高应变率、温度软化作用、初始损伤及累计损伤失效效应,并借助一种高效的时间积分方法通过Abaqus\Explicit模块的材料子程序接口VUMAT将其引入到显式非线性有限元软件中,借助显式非线性有限元算法对两种坡膛结构下弹带挤进过程进行了数值模拟。分析了两种不同坡膛结构对弹带在挤进过程受力状态的影响,同时指出坡膛结构及弹带应力状态对火炮内弹道性能的影响,为火炮坡膛的设计提供了有益的参考。

齿轮轮齿接触力仿真研究

基于虚拟样机技术,用ADAMS软件建立了某型齿轮系统力学模型,进行了仿真研究,模型中用二维曲线-曲线接触定义齿轮副约束,并计及了摩擦力的作用。仿真结果与理论分析结论一致,证明了在齿轮系统中应用此种方法建立模型的正确性。得到了某一特定传动条件下单对齿轮轮齿法向力及齿间摩擦力的变化规律曲线,从而可以指导齿轮系统的设计和优化。

机械系统虚拟样机故障仿真技术研究

指出了传统的将基于实物样机的故障模拟结果用于故障研究的不足,分析了机械系统故障仿真技术研究现状。研究了基于虚拟样机的机械系统故障仿真方法,阐述了虚拟样机故障仿真的过程框架及主要功能。分析了虚拟样机故障仿真的三大关键支撑技术,提出了5种机械系统故障注入方法,指出了机械系统虚拟样机故障仿真技术下一步的研究重点。

基于Fourier逆变换法的路面不平度模拟

研究了Fourier逆变换法在路面功率谱已知情况下如何构造路面不平度随机序列的生成算法,为履带式车辆行驶仿真试验提供路面模型.模拟结果表明:利用该方法所得路面不平度,经谱分析得到的路面功率谱与给定的目标功率谱能够较好的符合;用Fourier逆变换法构造路面不平度是可行的.

自行火炮履带板疲劳寿命预测仿真研究

履带板的疲劳寿命是自行火炮维修保障体系中急缺的指标。由于履带板的载荷历程难以测试和载荷作用部位难以确定,疲劳寿命预测很难进行。通过ATV建立自行火炮行走系虚拟样机并构建数字化等级路面进行仿真,虚拟测试出履带板各载荷分量的历程并通过推断载荷分量的作用机理确定其作用部位。将有限元静应力分析结果导入MSC.Fatigue进行仿真分析,得到了履带板的疲劳寿命。同实际寿命对比,仿真寿命具有较高的可信性。提出的方法对于其它机械系统构件的疲劳寿命评估也有借鉴意义。

弹带挤进压力与火药气体压力对身管疲劳寿命影响研究

针对国内外研究身管疲劳寿命的三种方法,提出了应用有限元数值仿真计算的方法对身管疲劳寿命进行研究。基于弹塑性有限元理论,建立了某火炮身管、弹带及弹丸有限元模型,对弹带材料引入了Johnson-Cook本构模型,采用ALE技术对网格进行更新,应用内弹道方程和有限元挤进耦合求解的方法,得出力边界条件。通过对弹带挤进压力和火药气体压力作用下的身管疲劳寿命分析,火药气体压力作用下的身管疲劳寿命与美军同型号火炮身管疲劳寿命非常相近,说明后者是身管的疲劳破坏的主要因素。

土壤垂直和水平复合载荷-变形关系研究

基于有限元理论分析了土壤在承受垂直和水平复合载荷下的变形规律。首先通过平板沉陷试验分析确定土壤在垂直载荷作用下的载荷-变形关系,接着考虑水平载荷的影响,通过剪切试验确定土壤的复合载荷-变形关系。研究结果表明,水平载荷会造成土壤的滑动沉陷,水平剪切位移与土壤的滑动沉陷量之间呈线性关系。对影响滑动沉陷量的因素进行了分析,其中影响比较大的因素是垂直方向的载荷以及土壤的塑性参数:黏聚力和摩擦角,而土壤的弹性参数:弹性模量和泊松比对滑动沉陷量的影响比较小。

针对生物医学工程专业本科人才培养的有机化学实验课程思政建设

有效进行课程思政是高等院校不断提高人才培养质量的重要举措之一,意义重大。现阶段,在生物医学工程专业人才培养过程中,有机化学实验的开设对提高同学动手能力、开拓知识视野、提升综合素质等方面具有重要作用。但是,有机化学实验课程的特殊性,导致在实验教学过程中的课程思政效果不明显,具体表现为目标不明确、手段不丰富、策略不得当等。中山大学生物医学工程学院生物材料教研室通过过去3年的持续教学改革探索,针对有机化学实验课程内容,逐渐归纳总结一系列行之有效的课程思政方法,并且受到同学们的积极正反馈。该教改论文总结性的介绍教研室的课程思政具体举措,包括课程思政元素归类、思政元素融入时机、具体思政内容和课程建设等方面内容。希望对同行的授课和课程思政的开展具有借鉴意义。