单圆柱气囊缓冲性能探讨

基于有限元法和控制体积法建立了圆柱形气囊缓冲系统的有限元模型.以着陆速度6.7m/s、高2m、直径1 m的圆柱形气囊为例,利用LS-DYNA软件,计算空投设备着陆过程中的缓冲速度和加速度,并对影响气囊缓冲性能的排气孔开口大小、排气阀门值及气囊初始内压进行了分析.研究发现:改变气囊的排气孔开口大小和排气阀门值可以使空投设备的最大过载降至最小;在不超过排气阀门值的范围内,增大气囊的初始内压可以有效地提高气囊的缓冲性能.     

机械参数对弹簧质量块式加速度开关精度影响分析

针对弹簧质量块式加速度开关普遍存在过载值精度低、生产调试过程中动作过载值易发生偏移问题。文章对典型压缩弹簧质量块式加速度开关建立了力学方程,分析了弹簧弯曲角度、摩擦系数等机械参数对加速度开关的过载性能影响。得出压缩弹簧质量块式加速度开关的弹簧弯曲角度及摩擦系数对加速度开关过载性能的影响规律。得出加速度开关质量块与导向结构之间的摩擦系数ε0.04,加速度开关的压缩弹簧与导向结构中心轴之间的夹角θ1和θ2绝对值小于3°,能够使得加速度开关合格率达到90%以上的结果,对于产品生产控制提供了参考数据。     

风井缓冲结构参数对地铁列车气动性能的影响

随着地铁列车速度不断提升,列车高速通过隧道风井(缓冲结构)时隧道内交变压力显著增加,会对列车内乘客造成严重影响。本文采用滑移网格方法,通过模拟地铁列车由车站开始加速并以最大速度通过隧道风井缓冲结构过程的气动性能,分析风井缓冲结构的参数对隧道内交变压力的影响规律。研究结果表明：列车表面压力数值计算结果与实车试验结果较吻合。风井缓冲结构可以有效减小列车通过风井时的压力变化幅值,风井前缓冲结构对列车通过时的压力变化率影响较大,而对列车压力变化幅值影响较小,风井后缓冲结构可以有效减缓列车通过风井过程的压力突变。随着缓冲结构横截面积增大,列车通过风井时的压力变化幅值呈减小趋势,但不同缓冲结构下列车表面压力差异较小。当缓冲结构总长度一定时,随着风井后缓冲结构长度增加,列车表面压力变化幅值呈减小趋势;当风井后缓冲结构的长度由0 m增加至50 m时,头车表面压力幅值减小21.5%。     

缓冲装置对炸药装药抗过载安定性影响研究

采用大型落锤模拟加载系统研究了缓冲装置对炸药装药抗过载安全性的影响。结果表明,缓冲装置可以对炸药进行有效保护;缓冲装置改变了外部载荷的特征,使得外部载荷不容易使炸药点火,进而提高了炸药的抗过载安全性,为战斗部的装药设计提供依据。     

三轴离心机运动学模型及变加速度模拟算法

针对开展加速度过载模拟试验中确定离心机运动参数存在困难的问题,通过构造对称过载,采用逆向求解运动参数的方法进行处理,然后确定系统输入。结合运动合成法和矩阵旋转法建立了离心机的运动学数学模型,该模型是求解运动参数的基础。基于运动学模型推导得到模拟预期加速度过载的相关运动参数计算公式,由递推法得到各级转子转角、角速度以及角加速度参数时间变化历程。以两种典型过载作为预期过载,采用运动学逆问题求解运动参数,并将求解结果作为系统输入,采用RecurDyn仿真离心机产生的加速度过载。与预期过载对比进行验证,结果表明,求逆算法能精确地模拟预期加速度过载,算例中最大绝对误差控制在0.1g以内。此项工作可为三轴离心试验中试验载荷的设计提供理论依据和设计方法。     

气缸气缓冲特性的实验研究

研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统.通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性.实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况.     

倒立式车磨复合机床运动精度的动力学

以倒立式车磨复合加工中心为研究对象,利用ADAMS软件构建了机床进给系统的多体动力学计算模型。通过对机床进给系统动力学仿真,得到主轴的位移、速度和加速度响应曲线,同时,分析了相关因素对机床运动精度的影响。研究结果表明:增大丝杠和轴承的轴向刚度以及导轨滑块之间的阻尼,减小鞍座质量都可以降低主轴进给运动的位移、速度和加速度波动,提高机床的运动精度。     

大差速比平地机离合器接合过程

为了解决大差速比平地机离合器接合过程中车辆冲击和摩擦片温升问题,采用系统动力学方法,运用ADAMS软件建立了大差速比离合器接合过程的动力学模型,研究了换挡过程中油压上升速度以及油压大小对车辆冲击加速度和离合器滑摩功的影响规律。为了改善离合器的接合性能,以平地机设计许用加速度为依据,以减小滑摩功为目标,提出了油压快速上升和慢速上升两阶段控制方案,为平地机离合器的设计提供依据。仿真结果表明：离合器的滑摩功随着油压上升速度的增加而减小,冲击加速度随着油压上升速度的增加而增大;离合器的滑摩功随着接合油压的增大而减小,冲击加速度随着接合油压的增大而增大。同时,试验结果验证了理论模型的正确性及所提出控制方法的可行性。     

基于气动人工肌肉缓冲车载隔振平台特性研究

将气动人工肌肉(PAM)应用于车载隔振平台的缓冲执行器,建立五自由度缓冲减振系统的数学模型,以白噪声模拟路面输入,采用模糊PID控制理论对隔振平台隔振性能进行仿真分析。并以隔振平台垂向加速度和垂向位移的最大值、最小值和标准差3项指标进行对比分析。仿真结果表明,在选定的3种工况下,气动人工肌肉光电平台可显著减小路面激励对光电设备的冲击,提高光电设备在运输过程中的可靠性。     

抛投式机器人高低压发射过载的实验研究

以抛投式机器人的活塞式高低压发射实验装置为对象,利用加速度传感器,分别测试了不同喷孔直径和低压药室容积条件下的抛投式机器人在内弹道过程中的发射过载。实验结果表明,减小高低压药室之间的喷孔直径,或者增大低压药室容积,均可以使抛投式机器人的过载曲线峰值降低,并使峰值出现时刻后移。     

The Primal Exploration of Space launch and Manned Lunar-landing

The lunar-landing is the continuity of manned spaceflight engineering. Comparing with the manned spacecraft engineering, it requires more reliability , larger scale, and more funds. On the basis of China＇ s achievements and the experiences of foreign com~tries, the paper brings forward the idea that using the existing transportation technology to send the launch vehicles and cosmonauts to the near-earth orbit in batches, assembling the components together on the space-launch platform, and then launching them to the moon to fulfill our dream of manned landing on the moon. The paper also discusses the space launch platform and the launching ways.     

太空活动与生物节律——空间时间生物学,载人航天催生的新兴学科

空间时间生物学是载人航天事业催生的一门新学科。空间时间生物学是在时间生物学的基础上,基于空间环境与时间结构的交互作用,研究在不同空间环境中生命系统的周期规律、产生机制及其应用的学科。本文简述了空间时间生物学的学科背景、基本概念、研究内容、基本技术方法及其在未来载人航天活动中的应用前景。     

载人飞船座椅着陆缓冲系统的动力学模型

在载人飞船着陆冲击中,座椅缓冲系统对宇航员防护具有重要意义.基于飞船返回舱整舱跌落试验舱体加速度曲线特征和宇航员座椅缓冲系统响应的试验数据,建立了包含缓冲器、座椅、赋形垫和人体的人-椅系统垂直着陆冲击动力学模型.将模型计算结果和试验数据进行比较的结果表明:计算得到的人体动力学响应的主要物理阶段和幅值均与试验结果符合良好.该模型建立了底部冲击加速度波形和人椅系统响应的直接关联,物理意义明确,便于工程应用.     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.     

基于反应谱分析的边坡动力响应与地震稳定性数值模拟

针对地震作用下的边坡稳定性分析,基于反应谱理论,提出了一种同时考虑了地震动力特性的反应谱法动态分析方法。该方法通过震动峰值加速度和边坡各岩土体单元的节点地震响应加速度谱值,计算出单元的地震影响系数,进而进行强度折减,得到滑动面的安全系数。在此基础上,对某边坡进行了动力稳定性分析,首先采用ANSYS分析地震作用下的边坡模态和反应谱,结合FLAC~(3D)计算弹塑性变形下的边坡稳定性,得出不同工况下边坡稳定性安全系数。实践表明,反应谱法动态分析对地震作用下边坡稳定性具有较好的理论与应用价值。     

基于EKF的航天器相对定姿算法研究

航天器交会对接是载人航天工程的一项关键技术,而航天器相对定姿又是在交会对接中首要解决的关键问题。通常用交会对接航天器体坐标系间各对应坐标间的夹角来表示相对姿态,这样相对定姿的任务就是要确定两交会对接航天器体坐标系间的旋转矩阵。采用无相对测量的航天器相对定姿态方法,基于围绕系统最优估计状态线性化的扩展卡尔曼滤波(EKF)滤波技术,以乘性误差四元数为状态量,设计了陀螺仪/星敏感组合的航天器相对定姿算法,并进行数字仿真验证该算法的可行性。仿真表明乘性误差四元数有效解决了协方差阵为零的问题,EKF技术大大提高了滤波精度。所设计的算法为航天器的相对定姿提供了一定的理论依据。     

载人月球车馈能悬架技术及其AMESim仿真分析

基于载人月球车对行驶速度、乘坐舒适性及能量储备的要求,提出一种滚珠丝杠式馈能悬架技术方案。分析了其结构、馈能原理及悬架输出力,利用AMESim软件建立了传统悬架系统和馈能悬架系统模型,在阶跃激励和正弦激励下仿真了其车身加速度和车轮动载。结果表明,馈能悬架系统的两项评价指标较传统悬架小,其平顺性和稳定性更好,能够为可靠的月面运行提供保障。     

循环荷载作用下土质边坡动力响应分析

为研究土质边坡对循环荷载作用的动态响应规律,通过有限元对不同工况下土质边坡的振动响应进行模拟。结果表明,当循环荷载位置及加载频率一定时,边坡各测点竖向加速度、位移和速度响应峰值随循环荷载振幅增大而增大,且加速度和速度大致呈线性关系;各测点响应峰值随边坡高程变化而变化,测点离振源越近,动力响应越剧烈,响应增幅越大;当循环荷载位置及振幅一定时,边坡在1.5~2.5 Hz频段出现强响应,产生对其不利的共振现象;当循环荷载振幅及频率一定时,边坡的响应峰值随着荷载位置距坡肩距离(L)减小而增加,当L超过10 m后边坡振动响应变化幅度趋于不变。研究结果对认识循环荷载对土质边坡的影响及合理评价边坡工程环境振动具有重要的工程应用价值。     

女性航天员空间辐射防护需求分析

为了保障女性航天员的健康和安全,需要对其空间辐射风险进行评估与分析,并提出合理有效的防护建议.文中建立了符合中国女性航天员体征特点的空间辐射剂量计算模型.利用Monte Carlo方法,分别计算了0 g/cm²和5 g/cm²铝屏蔽条件下,不同能量的质子、碳离子和铁离子在女性各组织器官中的剂量分布情况.结合空间辐射环境能谱,对不同飞行任务期间女性航天员的空间辐射防护需求进行了分析.结果表明：对于中长期飞行、载人登月以及深空探索等任务,应针对女性的性器官做相应的局部防护,同时加强空间辐射防护新方法和新技术的研究.     

用激光干涉仪测量三坐标测量机的动态特性

提出了一种用激光干涉仪测量三坐标测量机动态误差的方法，分析了激光干涉仪的测量原理并分别对扫描测量和触发测量中的动态误差进行了模拟测量．实验结果表明，运动中的加速度产生的附加惯性力是产生动态误差的重要因素．由于惯性的原因，扫描测量中换向时产生的误差大约是同样条件下惯性力造成误差的２倍．