考虑炮弹质心偏离影响的摆弹机系统振动特性分析

大口径舰炮摆弹机构在实际工作过程中,存在偏心问题,由此引起的惯性激励力将导致摆弹臂呈现弯扭耦合振动特性,这对于摆弹机转运弹药的可靠性造成较大影响。针对这个问题,建立摆弹机系统弯扭耦合动力学模型,采用模态截断法将时变方程离散,根据炮弹姿态控制方程确定振型函数,运用四阶龙格-库塔法进行数值计算,考虑炮弹和摆弹臂耦合系统质量分布对振型函数的影响,研究了炮弹惯性效应作用下摆弹臂振动响应规律。研究表明:炮弹质心偏心距是影响摆弹臂振型函数的重要因素;炮弹质心偏离引起摆弹臂振动响应幅值增大,影响交接动作可靠性;减小炮弹质心离心距有利于控制上摆运动时间误差。研究结果可为摆弹机系统的设计和优化工作提供理论依据。

扁壳结构弯曲与扭转振动控制试验研究

扁壳结构的弯曲与扭转振动控制对该类结构的应用具有重要意义。本文采用不影响壳体结构的粗压电纤维复合材料(MFC)作动器对其弯曲与扭转振动进行主动控制。建立局部表面粘贴MFC作动器的开口圆柱扁壳的动力学解析模型,得到了作动力和作动力矩的解析表达式,分析了扁壳结构上MFC作动器在弯曲与扭转振动控制中的作动机理。针对一开口碳纤维圆柱扁壳,设计了模糊PD控制器,开展了定频与随机激励下壳体弯曲与扭转振动控制试验,并与传统PD控制试验效果进行了对比。结果表明:MFC作动器在壳体弯曲和扭转振动控制方面作动能力突出;模糊PD控制器的控制效果优于传统PD控制器的控制效果。