炮架动力计算的一种力学模型

一、引言 现代火炮设计要求研究火炮振动和对炮架强度作动力计算。此时,若仍将炮架看成固定不动的刚体系统就不适宜了。然而,若将炮架视为复杂的动力学系统,既考虑各部件的运动,又考虑它们的弹性,则又过于繁杂,也不切合工程问题求解的要求。本文介绍一种力学模型,将炮架当作几个刚体组成的弹性系统(刚体之间连接部位的弹性可通过实验测定,确定其弹性常数),也就是说将火炮当作集总参数系统。据此,应用拉格朗日(Lagrange)方     

牵引火炮非线性有限元隐式动力学分析

研究牵引火炮全发射过程非线性结构动力学有限元建模和分析中的关键问题。建立了某牵引火炮含身管与摇架导轨之间大位移滑动接触的非线性结构动力学有限元模型，运用隐式时间积分动力学方法模拟了该炮发射的后坐一复进过程，获得了炮架关键部位应力、应变和位移的瞬态响应，计算结果与实验测试结果基本一致。研究表明：该文的建模原理和数值模拟策略突破了火炮全发射过程总体结构动态应力分析的瓶颈。利用该文方法可以进一步研究火炮发射时的动态刚强度、冲击振动、结构动态稳定性等问题。     

基于不同土体的牵引火炮动态应力分析

应用结构动力学有限元法研究轻型牵引火炮发射时支撑土体的特性对炮架部件动态应力的影响.首先研究了某轻型牵引火炮发射时全炮复杂结构系统的动态非线性有限元建模,重点研究了火炮各部件之间的连接关系建模和火炮结构与土体相互作用的集中参数力学模型.然后利用所建立的系统动态有限元模型进行隐式时间积分求解,获得了该牵引火炮置于不同特性土体发射时主要部件的动态应力响应.通过对模拟结果的比较和分析,揭示了牵引火炮发射时炮架动态应力响应峰值与支撑土体刚度之间存在与直观认识不一致的关系,即火炮置于较软土体上发射时架体动态应力峰值高于火炮置于刚硬基础上发射时的应力峰值.     

车-炮系统动力学分析

该文在广泛参考现有车—炮系统动力学模型的基础上,建立了停止间射击时车—炮系统平面七自由度动力分析模型。采用经典的Lagrange方法建立系统的运动微分方程。编程求解了系统主要受力及运动参数,为火炮动力特性及精度分析提供了数据。本模型及计算机程序可计算不同射角、不同弹种,并改变火炮各种参数对火炮动态性能的影响。     

基于有限元的某型坦克炮身管模态分析

现代坦克炮往往通过增大膛压和加长身管来提高弹丸的初速和火炮的威力,但这些措施也使得坦克炮身管动力学性态发生变化,使其射击密集度超出可控的范围。因此,掌握坦克炮身管的振动特性并使其固有振动频率合理分布是坦克炮发射动力学研究的重要内容之一。本文在分析坦克炮身管振动对射击密集度的影响的基础上,建立了某型坦克炮身管的有限元分析模型,通过仿真计算得到了振动模态参数,验证了身管设计的合理性,为坦克炮身管的动力响应分析和进一步的结构优化设计提供理论参考依据。     

几种特殊弹性参数对动力总成-悬置系统固有振动特性的影响

为了研究几种特殊弹性参数对动力总成-悬置系统固有振动特性的影响,分别建立了考虑悬置元件的角变形刚度和发动机前端驱动风扇的传动带弹性约束作用的动力总成-悬置系统的振动分析模型。以几种常见车型为例计算了考虑悬置元件角变形刚度前、后动力总成-悬置系统的固有振动特性,同时计算了系统的各阶固有振动频率关于传动带的等效刚度和安装角度参数的变化历程。结果表明:在考虑角变形刚度前、后,动力总成-悬置系统固有振动特性的变化很小;当传动带的刚度逐渐增大时,系统的最高阶振动模态(以侧倾振动为主)频率显著提高;传动带安装角度的增加使第2至6阶固有振动频率产生较大变化。因此,在动力总成-悬置系统固有振动特性的计算过程中一般可以忽略悬置元件角变形刚度影响;而传动带的弹性约束作用则可能显著影响系统的固有振动特性,在建模和计算的过程中应予以重点关注。     

一力学系统倍频非共振固有振动与阻尼的关系

通过对实际的非共振固有振动的振幅和波形的实验分析研究,证明了一种力学系统的倍频非共振固有振动的特征与谐波共振的区别.这种倍频非共振固有振动状态与系统阻尼系数有直接的关系.阻尼系数的大小,直接影响倍频非共振固有振动的强弱和波形特征.     

带有集中质量和弹簧及刚体的分布质量梁系统振动的传递矩阵法

该文导出了同时带有集中质量和弹簧及刚体的分布质量梁系统振动的传递矩阵,求得了这类系统有关频率和振型的精确解析式。     

舰载多管火箭振动控制方法研究

为了提高舰载多管火箭的射击密集度,该文应用多体系统传递矩阵法和独立模态空间控制方法,研究舰载多管火箭系统的振动特性和振动控制,建立了某舰载多管火箭系统动力学模型,固有振动特性数值计算和振动控制方法,具有无需建立系统总体动力学方程、涉及系统矩阵阶次、计算速度快等特点。实现了对舰载多管火箭刚柔耦合多体系统不同装载情况下固有振动特性的快速计算和振动控制,数值计算结果得到了模态试验的验证。对控制舰载多管火箭发射系统振动、提高舰载多管火箭射击密集度具有重要意义。     

车载DVD机芯振动性能研究

为了研究车载DVD机芯的振动性能并进行优化设计,建立了一个6自由度的车载DVD机芯振动系统模型。从机械系统动力学理论出发,参照振动系统的“质量弹簧阻尼”模型,分析推导了系统动力学平衡方程,得到了质量矩阵、弹性矩阵及阻尼矩阵的具体表达式。利用M ATLAB及其S im u link工具箱,建立了一个多输入多输出动力学系统模型,对多个复杂耦合的参数变量进行了仿真研究。结果表明:稳态低频特性和瞬态特性决定着机芯振动性能,它们与弹性系数和阻尼系数的大小相关;振动转角对机芯边缘振动位移量贡献较大,它与弹簧和阻尼器的分布状态有关。     

基于多体传递矩阵法的供弹平台固有振动特性分析

建立了弹链的多体弹性铰模型,根据体铰统一编号的原则,利用多体传递矩阵法得到了供弹平台的总传递矩阵,结合边界条件得到了振动特征方程.在此基础上分析了不同炮弹质量下供弹平台的固有振动特性.此外,由于在供弹过程中供弹平台的载弹量是动态变化的,进一步分析了发射过程中固有频率的变化规律.由计算结果可知,总体上炮弹的质量越大,供弹平台的一阶振动频率越小;在发射过程中供弹平台的一阶振动频率是不断减小的.此研究为供弹平台的振动稳定性问题的研究提供了一定的理论依据.     

多体动力学在某高炮减振中的应用研究

该文应用多体动力学对某高炮进行了减振研究,建立了考虑连发效应、动力响应和结构特性的高炮多体动力学模型,并采用带有操作指令的软件可仿真计算火炮系统的动态特性,结果表明,增加起落部分的转动惯量和改变炮身的凸肩位置可以显著地减小高炮连发射击时的炮身振动,这为提高高炮射击精度和指导结构设计提供了依据。     

基于集中质量块法的叶片试验模型的模态调节方法

基于集中质量块法研究了叶片相似缩尺试验模型的模态调节问题.首先根据薄板的小挠度理论假设,得出了考虑质量块分布的薄板固有频率理论计算公式,通过引入质量块位置比值坐标,重点分析了集中质量块在薄板上的位置和质量块材料对薄板振动特性的影响规律.最后通过工程实例给出基于集中质量块的具体应用方法,并用有限元法从固有频率和模态振型两方面得以验证和对照,确认了所提出的模态调节方法的正确性和有效性.     

两个计算固有频率新的简便近似公式

本文给出两个计算多自由度线性系统振动固有频率的简便近似公式。对三自由度系统振动,能简便地求出各阶固有频率。弥补了Rayleigh法、Dunkerley法实际上只能给出基频上下限的不足。对四自由度以上的系统振动,也可以求出基频的下限和最高频的上限。而基频下限的精确度始终比Dunkerley法更高,计算过程比Rayleigh法更简便。     

圆板基础上隔振参数的简便算法

以粘弹圆板作板状柔性基础的力学模型。首先建立隔振系统的运动微分方程组,通过微分方程和边界条件的拉氏变换,导出原始隔振系统的传递函数和振动传递率。然后利用三项简化原则导出等效离散系统力学参数的解析式。数值计算结果表明,基础激励频率接近圆板的主频率发生共振时,可用两级离散隔振系统作为原始混合力学系统的等效模型。在有实用价值的参数范围内,此种算法能满足工程设计计算的要求。     

分析双轴汽车模型平顺性的推广方法

推广了双轴汽车模型前、后端双质量系统频响函数不同时的平顺性分析方法 ,并根据三组前、后双质量系统的参数画出了相应的幅频特性曲线及车身上不同点的垂直振动均方根值与该点位置关系曲线 用该方法可以看出 ,改变前、后端双质量系统的参数 ,可以改变车身垂直振动和俯仰角振动的频率结构 ,从而避开敏感的振动频率范围 用该方法也容易确定沿车身纵轴线方向垂直振动均方根值最小的点 ,为确定车身上的最佳座位点提供依据     

钻柱轴向振动固有频率的计算和测量

钻柱振动的固有频率是钻柱在给定钻具组合（ＢＨＡ）条件下钻柱振动的固有特性,在钻进过程中钻头与地层相互作用对钻柱产生激励振动,如果某一激励频率与钻柱自身的固有频率相近时,钻柱将产生共振现象．共振对钻柱是有害的,它可以引起钻柱局部的应力集中,导致钻柱断裂,发生井筒事故．共振与钻井参数有直接关系,如钻压、转盘转数、泥浆性能等,因此,通过调整钻井参数可以避免钻柱的共振现象,达到优化钻井的目的．给出了钻柱轴向振动的固有频率和振动传输公式．现场测量及计算表明,不是所有的固有频率点都会引起钻柱的强烈振动,它取决于振动传输比,现场试验数据验证了计算公式．通过固有频率的计算,分析了减震器对固有频率的影响以及固有频率随井深增加的变化趋势．     

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.     

高层建筑结构的自振周期的计算与实测

从计算与实测的角度,分别介绍了获取建筑结构自振周期的几种主要方法．简述了周期计算方法适用范围;着重介绍了结构周期实测的脉动分析法,并将该方法与其它两种周期实测方法进行了比较,指出了方法所得实测结果差异的实质．最后通过计算周期与实测周期的比较分析,指出了对计算周期进行折减的必要性以及周期计算经验公式的作用．