靶弹离轨过程安全性分析及试验验证

导轨式靶弹在发射装置上采用倾斜热发射的发射方式,依靠滑块在导轨上运动保证发射过程沿导轨方向运动,靶弹在前滑块离轨后,弹体由于重力作用会绕后滑块旋转,使头部下沉,导致靶弹与导轨存在碰撞风险。为了分析靶弹发射过程的安全性,编写了弹道程序,设置初值并进行积分解算求得各个时刻靶弹的飞行状态和参数。采用ADAMS软件仿真获得影响其发射安全性的相关数据。分析了不同发射条件下,靶弹在发射装置上发射时运动参数的变化规律。采用导轨长度为9 m的发射装置进行60°发射的发射试验,获得了发射过程的离轨时间、离轨速度和低头角等参数,验证了弹道计算和仿真结果的正确性,为靶弹发射安全性设计提供了设计依据。

航天长条工件高速钻孔机床控制系统设计及工艺实现

为了提高运载型号不同厚度、不同长度的长条工件的钻孔效率,设计了一套基于西门子828D的高速钻孔数控机床。针对该机床的控制系统,详细设计了基于S7-200的控制程序,编写了典型工件的钻孔G代码程序,并完成了工艺试验。结果表明:该机床具有很高的钻孔精度,提高了型号生产的效率。

导弹舱段六自由度并联调姿托架设计及运动学分析

针对导弹舱段对接主要依靠手工作业的现状,设计一种六自由度并联调姿托架,可完成舱段偏航、俯仰、自转全姿态位置调整,实现舱段自动化、高效率对接。首先建立调姿托架的三维模型并对其结构进行介绍;其次对模型进行运动学理论分析,得到了自由度、运动学方程及其正反解,并利用ADAMS软件对调姿托架进行运动学仿真,获得自由度计算结果以及相关位姿曲线,验证了理论分析结果;最后对研制的调姿托架进行了实验验证,结果证明了调姿平台设计的合理性。

基于TwinCAT的舱段数字化柔性自动对接平台控制系统设计

针对国内航天器舱段对接主要采用"手工装配"模式难以满足日益增长的产量需求的现状,提出了一种新型航天器舱段对接模式,基于Twin CAT研究设计了舱段数字化柔性自动对接平台的控制系统,控制系统关联融合了多自由度调姿、数字化测量、柔性装配等先进技术。介绍了平台机构与测量系统,解析了控制系统架构,设计了对接控制流程,应用Twin CAT的电子凸轮等运动控制模块、ST语言和顺序功能图等实现了对舱段对接过程的编程并且通过EtherCAT总线实时控制电动机和平台,基于力控组态软件设计上位机界面。最后通过实验验证了控制系统的可行性,减少了人工劳动力,有效提高了航天器舱段对接的效率,足以满足未来航天器型号任务的需求。

基于ANSYS的导弹空气舵扭簧参数化建模及扭转变形分析

利用有限元软件ANSYS及其内部开发语言(APDL和UIDL)对扭簧进行了参数化的建模,封装繁杂的ANSYS命令流以避免交互性差、不易使用的GUI操作,形成了界面友好、操作便捷高效的扭簧扭转变形建模仿真程序。通过仿真结果和计算结果的比较,表明该扭簧扭转变形建模仿真程序能够对扭簧的扭转变形进行快速、可靠的仿真分析,对扭簧零件的设计、校核以及扭转试验将起到指导和参考的作用。

壳体激光复合焊接设备设计与分析

某发动机壳体为大长径比圆柱形薄壁壳体零件,采用旋压成型工艺加工时,内径误差较大、圆度差,焊接后产品精度要求较高。针对以上特点,研制激光复合焊接装备,提出大长径比高强钢壳体结构件多单元联动的激光复合焊接装备构架,揭示了激光功率、光丝间距、焊接速度等焊接工艺参数对焊接质量的影响规律。开发了多系统协调控制的一体化控制软件,突破了旋压壳体零件高精度定位与装夹技术、分布式自适应自动撑圆技术等关键技术。解决了内径公差较大的大长径比旋压壳体零件装夹、定位、自适应撑圆难题,实现了高强钢壳体环缝激光复合自动焊接。

立式四轴舱体内腔加工专机机械动力学建模与分析

针对立式四轴舱体内腔加工专机,基于动态子结构法进行了机械动力学建模。求解了专机动结合部的滚珠丝杠副和直线导轨副的动态刚度特性。由建立的动力学模型分析整机的固有模态,应用解析法求解整机的固有频率。应用有限元软件建立专机有限元模型,求解结合部刚性接触与设定了动态刚度性的整机固有频率与振型及谐响应分析结果。结果显示建立的含动态刚度的动力学模型能够有效镜像专机动力学特性,可应用于专机的动力分析与数字孪生虚拟样机研究。

导弹舱段自动对接平台设计与研究

舱段对接是导弹装配中的重要工序之一。目前,传统的装配模式是多人在对接架车上手动对接装配,对接效率较低,且依赖操作人员的经验和水平。为解决上述问题,提出了一种导弹舱段自动对接平台。它的舱段位姿调节机构具有误差补偿功能,因此对位姿测量机构和机械精度的要求显著降低。具体地,介绍舱段自动对接平台测量机构、调姿托架以及基准托架的结构设计情况,利用ADAMS软件对基准托架的误差自动补偿功能进行仿真,最后通过对接实验验证了设计结果。实验结果表明,完成对接后的模拟弹同轴度在0.08mm以内,总对接时间较人工对接的56min提高到17min,对接成功率达100%,且对接过程不需人工干预,大大减轻了工人的劳动强度。该研究成果可广泛应用于航天产品的自动对接装配,尤其对人工对接难度大的大型导弹总装具有重要的应用价值。