基于速度矩阵法的舰炮多体发射系统动态响应分析

将舰炮多体发射系统简化为若干弹性元件铰接的准弹性模型.应用速度矩阵法进行了各刚体动力学关系的分析与计算,确定了该系统的速度矩阵及角速度矩阵,建立了舰炮多体发射系统6自由度动力学方程,通过Matlab进行矩阵及符号的运算推导,并进行了数值仿真.数值计算得到了舰炮多体发射系统中各刚体的运动规律和受力情况.最后对不同刚度参数下舰炮系统的振动响应进行分析,得到了高低机的扭转刚度与基座舰体间接触刚度的变化对舰炮发射的振动影响规律,为舰炮的结构设计及优化和提高射击稳定性提供了依据.

任意正交坐标系下的速度矩阵法

给出了任意正交坐标系下的速度矩阵法推导和动力学方程普遍表达式,将速度矩阵表示的动力学方程组转化为计算机可运算的格式,实现了在未写出方程表达式的情况下可直接求数值解的目标。

多管自行高炮发射动力学建模与速度矩阵法求解

根据多管自行高炮的结构及受力特点,以某履带式双管自行高炮为例,建立了多管自行高炮发射时的空间动力学模型,运用速度矩阵法,求得其动力学方程的矩阵表达式,避开了推导动力学方程的困难,用龙格-库塔法得到本模型动力学方程的数值解,计算结果与试验对比表明,本方法可行,较真实地反映了自行高炮发射时的动力特性。

多体完整系统的速度矩阵法

对结构复杂的系统进行动力学仿真，需要用较多的自由度来描述它的运动，本文的自行炮动力学模型的自由度就有17个之多。对这种众多自由度系统用现有方法推导动力学方程组将是十分困难的，本文介绍的速度矩阵法，利用系统的速度、角速度表达式，定义速度矩阵，导出用速度矩阵表示系统动力学方程组的通用公式，简化了推导方程式的烦琐过程，还能在不写出方程式的前提下，通过数值积分求得动力学方程的解，减小了推导方程式的困难，发挥了计算机软件的优势，为众多自由度完整系统的建模和求解提供了简便方法。

一种转子系统冲击响应的计算方法—平均速度Newmark-Riccati传递矩阵法

基于平均加速度概念的传统Newmark法无法直接求解状态空间一阶微分方程组,是因为方程中不显含加速度项。提出了采用平均速度Newmark法结合Riccati传递矩阵法,命名为平均速度Newmark-Riccati传递矩阵法(AVN-RTMT),对转子系统进行瞬态响应计算。对方法的稳定性进行了理论分析,证明了其无条件稳定。对于基础受冲击的转子系统,由于平均速度概念和基础冲击激励的引入,系统节点状态矢量传递方程、传递矩阵和系统响应具体求解与经典Riccati传递矩阵法存在很大不同,从而推演出了基于一阶微分形式的节点瞬态传递方程,给出了算法实现响应求解的一般步骤,最终成功地得到了位移、速度和加速度响应的时间历程。并建立了算法验证的实验,验证了算法的准确性。进一步表明AVN-RTMT可以作为一种新的结构瞬态响应计算算法。

车载炮发射动力学仿真与试验方法研究

车载炮在不同工况条件下发射时,由于其自身结构中各零部件间的弹性和接触土壤的弹塑性作用,在主动力等的作用驱动下,产生十分复杂的运动变化,从而影响车载炮的射击稳定性。通过分析车载炮的拓扑结构,在一定假设的基础上,利用速度矩阵法建立了动力学仿真模型。运用该方法对车载炮发射时车体俯仰角、车体纵摇角、座钣跳高、座钣侧移等相关仿真数据和图表进行分析并进行了试验验证,结果表明模型是可行和准确的。该动力学仿真可为车载炮总体设计和试验方法改进提供参考。

某多管火箭炮发射动力学模型(Ⅰ)

多管火箭炮发射是一个复杂的动力学过程,把它简化为由车体、回转机、起落部分和火箭弹组成的力学系统,采用多体动力学模型,在半约束期,系统简化为11个自由度,在全约束期,系统简化为9个自由度。运用速度矩阵法推导了火箭弹与火箭炮运动相耦合的动力学方程。提出了燃气射流冲击力在迎气面上的积分算法,为分析计算火箭弹离轨时刻的空间姿态和发射架振动提供了理论模型。

硬式空中加油装置运动建模与仿真研究

针对由加油机和硬式加油伸缩管构成的硬式空中加油多体动力学系统,在已有的加油机运动仿真模型的基础上,考虑加油机的尾流场扰动作用,采用基于拉格朗日方程的速度传递矩阵法,建立了系统运动仿真模型。通过运动仿真,对伸缩管的动态特性和系统的紊流扰动响应特性进行了研究。仿真结果表明,硬管的动态响应特性较差、阻尼偏小,且俯仰运动与偏航运动耦合,需控制系统予以改善并实现解耦操纵;轻微的紊流对硬管的姿态具有较明显的扰动作用,通过稳定加油机的航迹,能够显著改善硬式加油装置的抗紊流特性。