空间带网展开动力学与仿真研究

空间飞网技术因其结构简单可靠,易于实现等特点,成为空间碎片抓捕研究热点。本文使用强度更高,缠绕较少的空间网带替代传统绳网,并对其动力学模型进行研究。首先,采用多种弹簧的弹簧-质点法建立了空间带网动力学模型,进行了带网自由悬垂仿真。并通过与ABAQUS所建立的仿真模型进行对比,验证了动力学模型的正确性,并讨论了剪切弹簧与弯曲弹簧对模型的影响。其次,进行了带网与绳网抛射展开对比仿真,测试带网发射性能。最后,分别进行了空间带网的直接抛射展开与旋转展开仿真,讨论了两种展开方式对空间带网展开的影响。结果表明：抛射展开展开速度快,最大展开面积高,旋转展开过程平稳,两者保形时间相同。可见抛射展开优于旋转展开。     

空间带网抛射展开参数分析

随着空间碎片对航天器及航天员威胁的日益增加,采用飞网的空间碎片清理技术已成为研究热点。本文采用强度更高,缠绕现象少的空间带网代替传统飞网。基于弹簧质点法采用MATLAB进行了抛射展开过程仿真。为了能更好的模拟带网发射过程,本文提出了空间带网抓捕效果评价指标。并对带网的结构参数进行敏感性分析,讨论结构弹簧弹性系数和剪切弹簧弹性系数对展开过程的影响。其次对发射参数进行分析,讨论发射速度、发射角度和质量块质量对展开过程的影响,为带网的抛射展开提出参数选取依据。结果表明较大弹性系数有利于带网展开过程,发射时不宜选取过大发射速度、发射角度及质量块质量。     

车辆主动悬架二次型最优控制器权矩阵参数优化

在使用线性二次型调节器(LQR)的车辆主动悬架控制器中加权矩阵Q和R的取值经常依靠先验知识选取。粒子群算法具有良好的快速寻优能力,可以对权矩阵参数进行优化。针对目前算法存在的缺点通过在更新的过程中动态调整惯性权重以更好的平衡全局和局部搜索能力,同时在迭代后期加入禁忌搜索避免陷入局部最优解。在matlab中建立1/4二自由度主动悬架仿真模型,对振动控制性能仿真分析结果表明,采用改进粒子群优化LQR与传统LQR方法相比能够很大程度上减少路面变化对车身的冲击,乘坐舒适性和可操纵性得到明显提升。     

空心弹丸流场数值模拟与阻力特性

采用隐式有限体积TVD(总变差减小)数值格式，在超声速条件下数值模拟了某空心弹丸绕流流场。系统研究了流场波系结构与空气阻力特性，证实空心弹丸阻力系数比普通弹丸小得多，同时发现发射角度对于空心弹丸的速度降影响不大。     

玻璃纤维层合靶板抗弹性能的研究

该文根据复合材料的本构关系和失效准则 ,利用能量守恒关系建立了弹丸垂直侵彻有限厚度玻璃纤维层合板分析模型 ,给出了正交各向异性纤维层合材料弹道性能v5 0 的预测公式 ,并通过试验加以验证 ,计算及试验结果一致性较好     

多破片命中时炸药的冲击起爆研究

研究破片撞击炸药的过程中多破片的作用，提出在两破片撞击炸药存在一定的时间间隔和空间间隔距离的情况下炸药的冲击起爆机理，建立工程模型。该研究对于研究反导的协和毁伤效应以及优化反导战斗部的结构具有实际意义。     

弹体结构对横向增强型侵彻体作用效果的影响

横向效应增强型侵彻体(PELE)的作用原理基于内芯和外层弹体使用密度不同的材料这一物理效应,因而弹体结构可能对作用效果产生重要影响.采用改变内外径比(I/O和长径(L/D)的方法,利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA,对PELE以固定速度垂直撞击靶板进行了数值仿真研究.基于仿真结果,分析了弹丸的内外径比和长径比对横向效应的影响.内外径比取0.5～0.7、长径比取3～5时,PELE既能轻易地穿透靶板,使弹杆轴向速度降低不多,又能产生大量具有较高横向速度的破片,有效地发挥作用.     

起爆方式对LEFP成型及侵彻影响的数值模拟研究

为获得在大炸高条件下具有良好飞行形态的线性爆炸成型弹丸(LEFP),该文主要利用通用有限元软件LS-DYNA3D,采用任意拉格朗日欧拉(ALE)算法,对在多棱和单棱线性起爆方式下的药型罩成型过程进行了数值模拟.对比两种起爆方式下LEFP头部和尾部的速度-时间曲线、药型罩各微元的速度梯度及断面形态,并且在5倍装药口径炸高下,进行了两种起爆方式的侵彻威力仿真.结果发现在多棱线性起爆方式下LEFP具有良好的外形和更强的侵彻威力,多棱线性起爆形成的LEFP侵彻威力相对单棱线性起爆的增益为5.2%以上.     

基于惯容器-弹簧-阻尼悬架的履带机器人平顺性仿真分析

为探究ISD悬架作为履带机器人悬架方案的应用价值,以某履带机器人方案为例,建立了采用ISD悬架的1/2移动平台8自由度模型,进行力学分析得到了系统运动微分方程,以计算机模拟的路面随机激励时域模型作为输入,利用MATLAB/Simulink建立履带机器人动力学模型,考虑履带承重轮之间地面输入的迟滞性,将路面不平度和履带机器人行驶速度相结合对模型进行仿真。结果表明：采用ISD悬架的履带机器人方案相对于采用传统被动悬架的方案,质心垂向加速度和俯仰角加速度均有明显减小,即行驶平顺性得到了改善,可见ISD悬架的应用可以提高履带机器人的行驶平顺性。     

横向效应增强型侵彻体撞击金属薄板理论模型

为了分析影响横向效应增强型侵彻体( PELE)弹壳体横向速度的因素,该文建立了其横向速度的理论分析模型.该模型基于动能定理和动量定理,考虑了PELE弹对金属薄板灵敏度的要求,结合了PELE弹作用原理及其对金属薄板的作用特点.综合考虑了装填材料及靶板材料的声阻抗、弹体的密度和泊松比、靶板密度及厚度、着靶速度、弹丸壳体的内外径比和长径比因素.结合实战用PELE弹的结构、靶板条件和速度范围,利用LS-DYNA软件进行了三维数值仿真.研究结果发现:PELE弹在壳体自身和装填材料的共同作用下,壳体的横向速度随着弹丸着靶速度和装填材料声阻抗的增大而增大,其理论分析模型计算结果与仿真结果一致性较好.