复合结构体无伞空投箱冲击特性分析

为促进无伞空投技术的发展,重点研究复合结构体无伞空投箱的冲击特性,分析无伞空投箱的冲击响应和失效破坏形式。从理论角度分析无伞空投箱的防护机理,然后建立典型包装箱模型,利用有限元法进行深入仿真分析。仿真结果表明,棱跌落和角跌落的物资向下位移大,箱体变形严重,冲击持续时间长;无伞空投箱的冲击能量吸收率均大于80%,高效的能量吸收为物资安全性提供了有力保障;与棱跌落和角跌落相比,面跌落物资的加速度峰值和平均冲击力更大;棱跌落和角跌落,无伞空投箱的应力应变水平更高,面跌落的应力应变水平更低。研究表明:物资的安全性与物资的冲击面积、泡沫冲击厚度有关,较小的冲击面积和较大的泡沫厚度可以降低物资损坏风险;无伞空投箱的失效破坏与其冲击面积相关,较大的冲击面积可以有效降低冲击失效程度,提升物资的安全性。

某空投装备在不同缓冲装置下的冲击响应分析

为给空投装备提供理想的缓冲装置,在利用相关等效理论对不同缓冲装置进行合理等效的基础上,应用ABAQUS软件建立了某空投装备的有限元模型,分析了该空投装备在不同缓冲装置下的着陆冲击响应。根据破损边界理论,对比分析了不同缓冲装置的缓冲性能。根据分析结果提出了组合式缓冲装置的构想,并对其进行了仿真分析。仿真结果表明:组合式缓冲装置较其余2种缓冲装置具有较好的缓冲性能。

空投货物冲击过程的仿真

空投物资方式越来越多地应用于救灾等紧急情况,为使物资安全着陆,往往是通过大量的外场试验来模拟实际情况,根据试验结果逐步改进货物的组合或包装。这种方法会耗费大量的时间和成本。在建立空投货物模型的基础上,利用计算机仿真货物与地面冲击的过程,分析下落速度、货物材料、厚度对最大加速度和脉冲持续时间的影响,用于指导实际的外场试验,从而节约时间和成本。

可空投系留平台空投跌落冲击响应研究

目的实现可空投系留平台软着陆,为优化可空投系留平台的隔振缓冲设计提供理论参考。方法将可空投系留平台等效为二自由度非线性隔振缓冲系统,在Matlab环境中,采用四阶龙格-库塔方法,对可空投系留平台跌落冲击响应进行数值仿真,并分析系统参数对系留平台中继模块空投跌落冲击响应的影响。结果得到动态响应数据和曲线,避免了大量破坏性试验,得到不同参数条件下的跌落冲击仿真结果。结论根据隔振缓冲仿真系统的动态响应规律,可对隔振缓冲包装的安全性进行评估,实时修改设计参数,有效地提高隔振缓冲包装设计的精确性和经济性。

空投物资冲击过程中的缓冲性能分析

空投物资方式越来越多地应用于救灾等紧急情况,为使物资安全着陆,往往是通过大量的外场试验来模拟实际情况,根据试验结果逐步调整和改进货物的包装。这种方法会耗费大量的时间和成本。在建立货物缓冲垫平台的空投物资模型的基础上,利用计算机仿真货物与地面冲击的过程,分析缓冲垫厚度、材料属性对最大加速度和冲击持续时间的影响,并根据仿真数据建立了相关变量间的经验公式,以有效地指导实际的外场试验,从而节约时间和成本。

某空投转塔着陆冲击过程分析与改进

为保证某空投转塔的着陆安全,根据显式动力学理论,对空投转塔在正常和极限两种工况下的着陆冲击过程进行分析,利用有限元软件ABAQUS建立仿真模型,通过能量平衡理论验证模型的正确性。根据仿真结果,分析了转塔的薄弱环节,从缓冲包装和结构设计两方面提出相应的改进措施。在极限工况下对改进后的转塔再次进行建模仿真,仿真结果显示:在极限工况下最大应力降为203.5Mpa,最大冲击加速度为25.26G。以上数据满足转塔空投安全指标,达到预期目的。

储运发射箱空投安全性研究

为了研究多联装储运发射箱空投安全性,建立了装备着陆冲击有限元模型,借助显式非线性动态方法,进行冲击动力学分析,获得了发射箱在正常和极限两种工况下的响应特性。根据安全性指标,对箱架和不同位置定向管的应力,以及火箭弹垂直冲击加速度和轴向力等进行讨论。结果表明,发射箱在采取缓冲减振措施下,空投安全性能够得到保证,方案可行。研究成果能够为发射箱结构设计及改进、空投缓冲包装和高成本的空投/跌落试验提供依据和指导。

基于LS-DYNA的火炮空投着陆过程仿真

基于LS-DYNA瞬态动力学分析软件,建立了某空降型大口径自行炮着陆过程有限元仿真模型,重点研究火炮着陆碰撞过程。采取了均匀网格划分、避免单点加载、调整模型的体积粘性等措施,有效控制了分析中可能出现的沙漏变形,并根据显式动态分析使用缩减积分单元时,沙漏能量不超过内能的10%检验准则对仿真结果进行了验证。同时模型采用对称罚函数接触算法和动力学方程的显式中心差分求解方法,初步获得了大口径自行炮系统着陆过程的动力学响应,为该武器系统后续的设计以及空投试验提供了依据。

某空投运载车副车架的轻量化设计

为实现某空投运载车副车架的轻量化设计,利用ABAQUS软件对空投运载车在极限工况下的着陆冲击过程进行建模仿真,进而对副车架的刚强度进行了分析,并提出了相应的改进措施。运用尺寸优化的方法对副车架进行详细设计,确定了副车架主要矩形管和加强筋的厚度。

载人空降乘员护颈装置优化设计

为了确保空降车着陆冲击过程中乘员的安全性,针对乘员易损伤部位颈部设计了双叶刚性护颈、圆柱形气囊护颈和仿生气囊护颈3款乘员护颈装置,并基于前期实验验证的数值模型,分别将3款护颈装置与气囊缓冲座椅相匹配。采用微型多目标遗传算法对3款护颈装置的防护特性参数进行优化。优化结果表明,仿生气囊护颈能最大限度地对乘员颈部实施有效的防护,为空降乘员防护装置的研发提供了依据。

载人空投着陆冲击下不同乘员姿态的损伤影响

针对某军用车辆在1 m高度进行无缓冲平台空投实验,并建立座椅与乘员的模拟模型。利用实验获取的座椅安装点冲击信号作为模拟模型的输入数据,并通过实验结果与模拟结果的对比验证了该模型的可靠性。借鉴航空工程相关研究,提出了一种将各关键损伤指标加以归一化的权重评价指标—加权损伤准则(weighted injury criteria,WIC)。研究了乘员仰卧角度和大小腿夹角两个姿态参数对乘员损伤的影响,并以WIC为优化目标,利用遗传算法完成参数优化工作。研究发现:对乘员小腿运动进行约束能降低乘员整体损伤响应,乘员对抗着陆冲击的最佳姿态为仰卧角47°~56°、大小腿夹角62°~68°。

空投水下滑翔机入水冲击载荷研究

因水下滑翔机内部结构精密,空投入水瞬间水下滑翔机的外壳和内部结构会受到巨大的冲击,直接造成水下滑翔机的损坏。针对上述问题,借助STAR-CCM+软件,采用重叠网格方法和VOF多相流模型,分析水下滑翔机的入水过程,计算不同姿态下的水下滑翔机入水时径向力、轴向力和速度变化,同时考虑水下滑翔机外形结构特点,对水下滑翔机外形结构进行减载优化。仿真结果表明:随入水攻角增大,水下滑翔机受到的径向力作用效果大于轴向力;随入水速度的增大,水下滑翔机入水冲击载荷增加。同时,首部导流罩采用较大长短轴比的椭圆曲线,翼板采用折叠翼、柔性翼等折叠结构能够具有明显减载效果。本文研究成果可为水下滑翔机空投条件选择和空投入水结构优化提供参考。

空投舱体着陆冲击仿真与分析

针对空投物资方式中物资的安全着陆问题,采用舱体结构对空投救生装备进行缓冲保护。本文在对舱体空投问题进行了力学分析的基础上,采用显式非线性动力学分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA对空投舱体着陆冲击进行模拟计算,根据仿真计算所得的舱体在冲击过程中的动态响应,来确定舱体结构设计方案的可行性,体现了设计的先进性。

弹药空投和投弃落地冲击特性研究综述

针对弹药空投和投弃时引信的惯性冲击过载问题,通过总结、归纳各类空投和投弃试验,得到弹药空投和投弃落地冲击特性的一般规律。弹药空投落地冲击特性多由仿真得到,研究对象和空投条件如缓冲材料和货台差别较大,空投落地冲击的最大过载可能仅为4.5 g,而在无货台也无缓冲材料的失常情况则可能达100000 g,其脉宽范围是7~100 ms。投弃试验中弹药没有缓冲平台,并且弹药落地速度会达到极限速度,因此其落地冲击过载比同等条件下的空投试验更大,其中以一定倾角着陆的空投试验数量较少。对于空投落地冲击过载小于230 g±34.5 g的弹药,如果满足震动试验的要求,那么可保证空投试验安全性。满足跌落试验要求的弹药,也能够满足相同落地速度的空投试验安全性要求。通过借鉴标准跌落试验方法可改进空投试验和投弃试验方法,从而提供与引信密切相关的惯性过载数据,用于不敏感弹药引信设计。

基于ABAQUS的飞机空投救援装备舱体着陆仿真研究

目的:利用计算机仿真研究空投救援装备着陆过程,为空投舱体详细设计提供理论依据和技术指导。方法:在初步结构设计的基础上,采用ABAQUS对设计方案进行计算机仿真分析研究,对空投舱体的着陆冲击性能进行仿真评估,得到量化的结构性能指标。结果:舱体内装救援装备加速度最大值均在许用脆值50g内,舱体仿真着陆冲击过程加速度、速度、位移曲线与实际物理过程相符,仿真结果合理。结论:舱体结构设计合理,可有效保证内装救援装备安全着陆。

基于蜂窝纸板的系留平台缓冲分析与试验

为保证系留气球平台在空投着陆中的安全,必须对其中的压力气瓶进行缓冲分析与实验。文章采用蜂窝纸板作为气瓶缓冲材料,采用LS-DYNA软件,并依据蜂窝纸板实际参数处理材料模型,仿真分析了在不同蜂窝纸板厚度、不同跌落速度和不同着陆姿态下的缓冲过程。根据仿真结果,设计了蜂窝纸板缓冲结构和加速度检测模块,采用吊车起吊跌落进行了实验验证。仿真分析和实验结果均表明,蜂窝纸板厚度为500mm,跌落速度低于10m/s时,气瓶缓冲后加速度低于20gn,可满足空投着陆应用要求。文章基于LS-DYNA的蜂窝纸板缓冲有限元分析是可行的,研究结果对于气瓶类装备的着陆缓冲结构设计有参考价值。

水囊组合件空投跌落冲击仿真及优化设计

目的确定空投水囊的厚度以及提高空投水囊成功率。方法基于ANSYS/LS_DYNA有限元分析软件,建立聚氨酯(TPU)水囊组合件三维仿真模型,对其空投跌落冲击3种类型地面过程进行仿真,优化囊体厚度,分析地面倾斜时水囊组合件的跌落冲击情况,并通过与已有试验数据的对比验证了该仿真方法的有效性。结果仿真计算表明,3 mm厚度的TPU水囊可以抵御水囊组合件的跌落冲击而不破损。水囊组合件跌落冲击混凝土、沙地和草地时,水囊所受冲击应力集中在下层水囊的两侧中部,沙地对水囊缓冲最为明显,所受应力大约是混凝土地面的1/4;在混凝土地面倾斜时,水囊所受冲击应力会相应增加,为了保证该水囊组合件的安全空投,地面倾斜角度不应超过12°。结论利用有限元仿真分析空投水囊跌落冲击是可行、有效的,可应用于空投水囊的安全性设计与评估。

新型空投橡胶油囊的设计

设计一种新型空投橡胶油囊。以1400dtex/3F94TE高强度锦纶帘布作骨架材料,氯醚橡胶作内层胶、氯磺化聚乙烯橡胶作外层胶,采用充气模、分解模高压硫化工艺,制备一种新型空投橡胶油囊。经飞行空投试验验证,新型空投橡胶油囊能够满足现代空投的使用需要。

航空反潜鱼雷搜捕概率分析

搜索能力是航空反潜鱼雷作战能力评估的重要指标。分析了影响空投鱼雷搜捕概率的主要条件、空投鱼雷散布规律和鱼雷主动声自导原理。建立了多个坐标系并给出坐标系的转换公式,建立了鱼雷的环形搜索模型、声自导模型、目标检测模型、投雷误差模型。通过Matlab对空投鱼雷搜捕过程进行仿真。仿真分析了不同投雷高度、速度,投雷方位、距离对鱼雷搜捕概率的影响。仿真结果与预期相符,为反潜作战提供了理论指导。