电磁轨道炮发射动力学建模与仿真研究

目前,对电磁轨道炮发射过程的研究主要集中在电枢与导轨的电-磁-热-力等多场耦合动力学研究,缺少电磁轨道炮发射过程中弹丸的发射动力学建模和分析。针对此问题,结合电磁轨道炮特性,考虑电磁力、摩擦力、空气阻力、重力和碰撞力等作用,建立了电磁轨道炮机电耦合发射动力学模型,推导出脉冲电源电路传递方程,动力学仿真求解了电磁轨道炮发射过程中弹丸膛内运动规律和电磁力。该研究结果为弹丸膛内运动和起始扰动计算分析和测试提供了理论基础。

翼型非定常来流下复合运动动态失速仿真

针对直升机前飞时的动态失速问题,本文采用转捩修正的SST k-ω湍流模型和嵌套网格技术对雷诺数Re为3. 92×10~6时的直升机二维翼型SC1095进行数值仿真。以非定常来流条件下的纯俯仰运动为基础,对比分析了在耦合挥舞、摆振运动时,相位差、振幅对动态失速的影响;比较挥舞、摆振二者运动对于动态失速角的作用大小。结果表明:固定振幅条件下,挥舞和摆振运动相位差的增加会使动态失速角提前,升力系数峰值提高;固定相位角条件下,挥舞和摆振运动振幅的增加会使动态失速角延迟,升力系数峰值减小。挥舞运动对于非定常来流下俯仰运动翼型动态失速角的影响要大于摆振运动。本文计算方法和研究结果为翼型多自由度耦合运动下的动态失速行为预测提供参考。

2种方式装药弹丸侵彻混凝土的安全性仿真

为获得弹丸炸药装药动态响应规律,以某型号舰炮为原型,利用LS-DYNA进行原比例建模。构建圆柱形和圆台形2种装药方式的弹丸模型,对其侵彻混凝土靶板过程进行仿真,获得炸药装药应力曲线及炸药爆轰后的压力曲线。结果表明:圆柱形装药弹丸未完全穿透靶板,发生早炸;圆台形装药弹丸完全穿透靶板,未发生爆轰;圆台形装药方式可有效减小侵彻时装药与弹壳相互碰撞的机率,提高侵彻安全性。

导弹发射系统建模与动力学分析

将导弹发射系统从导弹车、发射架、导弹刚柔耦合多体系统的角度,进行刚柔多体系统动力学仿真分析。应用多体系统传递矩阵法,建立了导弹发射刚柔耦合多体系统动力学模型,实现了对复杂多体系统振动特性的计算,构造了导弹发射系统增广特征矢量并给出正交性条件,实现了对该系统动力学响应的数值分析。该方法无需建立系统总体动力学方程,建模灵活、计算速度快,利于求解分析复杂多体系统结构,为导弹发射系统的改进设计提供了重要的理论依据。

温度对磁流变弹性体力学性能的影响分析

温度影响磁流变弹性体硅橡胶或天然橡胶基体的剪切模量与损耗因数,进而影响磁流变弹性体的减振性能。研究温度对磁流变弹性体力学性能的影响,首先通过ANSYS Workbench仿真分析磁流变弹性体减振器工作时温度随工作时间变化过程,发现磁流变弹性体减振器中励磁线圈随着时间增加,温度逐渐上升,导致磁流变弹性体升温幅度测试磁流变弹性体试样在不同剪切应变与激励频率条件下的力学性能随温度变化过程。结果表明,温度对磁流变弹性体的剪切模量与损耗因数影响较大,在50 Hz、2.5%剪切应变的条件下,试样的剪切模量由25°C时的0.42 MPa降低到65°C时的0.36 MPa,损耗因数由0.307降低到0.204,降幅为33.55%,在不同温度下,磁致性能随温度变化相对较小。基于MATLAB动力学仿真,表明无外加磁场条件下磁流变弹性体减振器系统传递率由25°C时的5.065升高到65°C时的6.705,增幅为32.38%。

坦克装甲车辆行进间振动频率识别方法

为跟踪坦克行驶状态下的振动频率,改进自适应陷波器的输出方差,将改进的输出方差作为目标函数,通过最小化目标函数确定迭代系数,递推估计出坦克振动信号频率,再通过级联陷波器实现多频率识别。首先使用多体系统传递矩阵法计算坦克的固有频率和响应,然后使用频率识别方法进行对比验证,结果验证了改进频率识别方法有效。最后对某型坦克陀螺仪加速度实测信号进行分析,准确跟踪三个振动频率,结果表明本文改进的频率估计方法可有效估计坦克行进间振动信号的频率。

基于磁流变弹性体的坦克陀螺仪组减振器设计

坦克战时所处的复杂振动环境会造成稳定器陀螺仪组测量精度下降,进而影响射击精度。从陀螺仪组减振需求和安装空间要求出发,介绍一种基于压缩工作模式的磁流变弹性体减振器设计方法,并通过有限元仿真软件对减振器磁路设计合理性进行分析。制备天然橡胶基和顺丁橡胶基磁流变弹性体样品,并利用磁强计对振动样品进行测试,比较了不同硫化磁场强度对磁流变弹性体样品性能的影响。对该减振器进行的振动试验结果表明,采用不同橡胶基体得到的磁流变弹性体减振器均具有刚度可变的特性,仿真中作随机振动时也有较好的减振效果。

Dynamic modeling and H_∞ independent modal space vibration control of laminate plates

In this paper, combining the transfer matrix method and the finite element method, the modified finite element transfer matrix method is presented for high efficient dynamic modeling of laminated plates. Then, by constructing the modal filter and the disturbance force observer, and using the feedback and feedforward approaches, the H ∞ independent modal space control strategy is designed for active vibration control of laminate plates subjected to arbitrary, immeasurable disturbance forces. Compared with ordinary dynamic modeling and control methods of laminated plate structures, the proposed method has the low memory requirement, high computational efficiency and robust control performance. Formulations as well as some numerical examples are given to validate the method and the control performance.