可重复使用垂直起降运载火箭软着陆动力学仿真研究

随着航天技术的飞速发展,可重复使用运载火箭成为未来运载火箭技术的发展趋势。结合一种可重复使用垂直起降运载火箭着陆系统,基于ADAMS软件平台,开发了模拟作为主要缓冲材料的铝蜂窝力学性能子程序。建立了软着陆动力学仿真模型,实现了对可重复使用垂直起降运载火箭着陆过程的动力学仿真分析。仿真结果对可重复使用垂直起降运载火箭的研究具有一定参考价值。     

着陆器足垫与月壤竖向冲击简化动力学模型

月面软着陆过程中足垫在冲击条件下的动力响应是着陆缓冲机构设计的重要依据。月壤颗粒受压易碎和散体材料特性对足垫与月壤动力相互作用起控制作用。参考NASA提出的动力控制方程,引入月壤阻尼效应建立足垫-月壤一维竖向冲击数力模型。结合室内试验、数值模拟和模型试验结果,建立月壤状态特性相关力学参数计算模型,构建冲击质量累积模型,采用精细时程积分算法将冲击过程中参数变化纳入方程求解,最终得到不同给定条件(冲击质量、冲击速度)下足垫受力和位移时程曲线和峰值。同时,以冲击质量1.5kg、冲击速度1m/s为例验证了模型计算结果与实测结果具有较好的一致性,可以作为缓冲机构设计冲击力、位移、作用时间输入值的估算模型。     

雨滴对降落伞织物垂直冲击的实验研究

为了研究多雨环境对降落伞开伞的影响机理,设计了液滴对降落伞织物垂直冲击的实验装置。依据降雨谱选择有代表性大小的液滴,由雨滴和降落伞的稳降速度确定了液滴的冲击速度范围在0.77~2.42 m/s之间,利用高速摄像机记录液滴对织物垂直冲击的动态过程,分析了液滴在织物表面的铺展特性。实验结果表明:当液滴冲击速度提高150%和214%时,反映液滴铺展特性的平均最大铺展因子分别增大64%和68%。此外,提高织物的预紧张力可以有效减弱液滴对织物冲击所造成的振动影响。     

地下连续墙垂直承载力试验研究

近年来，把地下连续墙作为承重结构的工程实例越来越多，为了给方后的设计和施工提供合理的依据，我们在国内首次进行了单片的连续墙的垂直静荷载现场试验，对地下墙的荷载传递机理及垂直承载力进行了研究，分析了墙端阻力和侧壁摩阻力随位移发展而发挥的特性及它们之间的相互影响关系，提出了侧壁摩阻力的计算模型及地下连续墙垂直承载力的设计方法，可供工程界参考应用。     

垂直陀螺“TC—7”的模拟试验分析

本文讨论了“TC-7”在静基座上存在输出自振的机理,通过模拟试验说明了产生自振的原因是由于液体开关的惯性,陀螺内、外环上的干摩擦力矩及其相互交链的影响;从理论上导出了自振振幅α_m、周期T_0。的表达式;并用实验定性地验证了分析的正确性;指出了提高“TC-7”精度的途径。     

冲击地压灾害结构失稳机理的组合体试验研究

煤矿冲击地压的发生机理极其复杂,是煤岩体非线性破坏、失稳矿山压力显现的总称。在分析煤岩体破坏机理和采动影响的基础上,应用能量积聚-释放诱发冲击地压的原理设计了煤岩体组合力学模型及模拟煤岩体突出的结构失稳加载试验系统试验,并配制、筛选大变形突出倾向性相似材料等方面进行了组合体结构加载失稳试验,获得了煤岩结构失稳与位移突出的特征。试验表明:组合体试件在加卸载过程中和破坏失稳时表现为稳定态能量积蓄、非稳态释放特征,是应力环境、材料强度与结构等多种因素影响的非线性动力学过程。     

输电线路杆塔冲击接地电阻特性的模拟试验研究

全面系统地分析输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻特性对于提高电力系统安全运行可靠性起着十分重要的作用。根据相似理论采用模拟试验系统地模拟了各种因素对输电线路杆塔接地装置冲击特性的影响。试验结果表明,冲击接地电阻随冲击电流幅值的增加而减小,随几何尺寸的增加而减小,随土壤电阻率的增加而增加。各种因素的影响规律均与火花区的形成与发展有关,具有非线性特征。本次试验研究的土壤电阻率从１００Ωｍ到５１０３Ωｍ,变化范围大,在国内外文献中没有报导。试验采用的接地装置包括了各种高压输电线路工程中常用的结构,使研究更具有实际应用价值。     

某型号产品的冲击环境试验研究

以冲击响应谱(SRS)为控制目标,在振动台上实现冲击载荷模拟已经成为优先选用的冲击环境试验方法。文中介绍了某型号产品冲击环境试验研究的过程、方法与结果。WAVSYN子波组合方法应用于驱动加速度时间历程匹配,以SRS为目标的响应控制采用分量级迭代均衡修正方法。试验实测结果表明,控制点加速度SPS与参考SRS偏差小于±3dB,满足产品的考核精度要求,试验的载荷模拟与均衡控制是有效的。     

垂直主振系冲击消振运动过程分析及仿真研究

提出一种垂直主振系冲击消振力学模型，在此基础上对该模型的典型运动过程进行了定性分析，并使用MATLAB的Simulink组件建立了仿真模型，对系统的运动性状进行的初步研究，为以后的相关理论研究打下了一定基础。     

压电式压力传感器热冲击效应的试验研究

论述了瞬变温度对压电式压力传感器具有热冲击作用,并能改变传感器的预紧力、自振频率及灵敏度,形成瞬变温度误差。传感器的特殊膜片结构可以大大减小瞬变温度误差。通过对某2种压电式传感器的模拟热冲击效应的试验研究,阐述了热冲击对传感器的实际影响,并给出了测量数据及分析结果。     

一种模拟月球着陆器低重力着陆试验方法

针对月球着陆器模拟着陆试验中低重力实现困难的问题,对国外已有低重力着陆试验方法进行了分析比较．在考虑试验成本和试验场地为主要因素时,得出了滑轮平衡法为经济实用方法的结论。在考虑滑轮转动惯量和转轴摩擦的基础上,应用拉格朗日方程推导了配重块质量及着陆器加速度相对误差计算公式,并对所得公式进行了实验验证．     

海上风力发电机组的整体软着陆安装

针对海上风力发电机组安装,分析了海浪载荷对风机安装的影响,建立了海浪载荷下风机运动学模型,对其进行了仿真。按照安装要求和仿真结果提出了风机软着陆安装方案。分析了风机各个阶段的运动状态。采用液压蓄能器作为缓冲蓄能装置。使液压缸可以快速跟随上部吊架系统运动,实现整个软着陆过程只有一次撞击。提出了电液比例控制技术和加速度传感器反馈相结合的控制模式。使系统既有缓冲作用,且缓冲的加速度闭环可控,又可切换到同步升降模式调整风机姿态,克服了完全被动缓冲的不可控性、难以进行姿态调整及模式转换的衔接问题,提高了安装的灵活性,实现了风机的软着陆安装。     

排水固结法软基处理现场测试研究

土体稳定性控制是软土地基处理施工过程中的一个重要因素，通过工程实例，揭示了在福建沿海深厚软土地区采用塑料排水板堆载预压处理软基的效果是非常显著的，在施工中结合现场监测是非常必要的。     

基于土结构性的软土流变试验研究

对福州软土进行原状土和重塑土流变对比试验,从微观角度分析了结构性软土的流变机理,并对其次固结系数的变化作了研究.     

嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略

针对嫦娥三号软着陆的问题,根据霍曼转移轨道的原理和能量守恒公式计算出嫦娥三号在近远月点的速度.建立坐标系,求出近远月点的经纬度,从而确定了嫦娥三号的着陆准备轨道.以消耗燃料最少为目标对软着陆的6个阶段进行仿真,提出最优控制策略.如在主减速阶段通过构造约束条件确定最优控制参数.粗避障阶段用螺旋前进搜索算法,向外识别平坦度寻找最佳着陆区.同时运用高斯模糊算法减小计算量.经过对比,模拟结果与实际结果比较接近.     

软着陆气囊参数可行域分析及优化设计研究

为建立系统的缓冲气囊设计方法,首先基于能量守恒方程,建立缓冲气囊的解析分析模型,并通过试验及有限元仿真进行了验证;在此基础上,建立了基于解析模型的缓冲气囊设计参数可行域的初步确定方法;并在可行域中选择合理设计初值,将缓冲气囊的解析求解器与遗传算法相结合,开展了缓冲气囊的优化设计方法研究.研究分析表明,通过确定气囊设计参数的可行域,可快速得到合理的设计初值,随后通过对设计初值进行优化,耗费较短的时间即可完成气囊缓冲系统各个设计参数的联动设计,提高气囊的缓冲效率,整套设计方法合理快捷,对工程实际具有较高的参考价值.     

武器弹药立靶密集度试验方法研究

为减少试验用弹量,根据弹道理论、统计原理和大量试验结果,通过加权处理高低和方向中间误差,得出了温度对立靶密集度没有显著性影响的结论,提出了以常温考核为主,高低温考核为辅的试验方法。与现有试验方法相比,在保证对产品客观评价的基础上,该方法可减少试验用弹量50％以上,为形成减少试验用弹量试验方法提供了技术支撑。     

大型民机起落架着陆性能仿真分析与优化设计

以正在研发的大型民机主起落架为原型,开发了起落架缓冲器参数快速设计程序,建立了适用于Adams/Aircraft软件的起落架着陆性能仿真模型,并进行了落震仿真,仿真结果满足预期要求。并以缓冲器轴向力和缓冲器效率为目标函数,以油针截面面积为设计变量建立了起落架缓冲性能优化设计模型。运用iSIGHT联合Adams对起落架油针的几何形状进行了优化设计,取得了良好的效果,具有一定的工程参考价值。     

示波冲击试验技术的研究

以具有高灵敏度的半导体应变片作为应力转换元件,设计了一套简单而实用的示冲击试验系统.为了解决动态冲击载荷的标定问题,本文提出了一种数值计算标定法,它在本质上属于动态标定方法.采用数值计算标定法为计算机应用于冲击检测提供了便利条件,试验结果表明,该系统能够清晰地显示冲击断裂过程的全部信息,特别是能够灵敏地反映材料组织状态及缺口形状对冲击断裂韧脆倾向的影响,为冲击断裂分析提供了很有用的资料.     

月面自主精确软着陆的景象匹配方法研究

为提高月球探测器自主软着陆的落点精度,利用绕月飞行器和着陆探测器下落图像,提出一种基于尺度信息的多模板递阶景象匹配方法.在月面图像尺度空间上快速提取FAST角点,并确定特征点精确尺度、位置和方向.在特征点邻域建立图像块采样模式,通过图像块像素比较形成二进制串特征描述子,利用海明距离(Hamming distance)进行特征匹配.实验结果表明,目标在尺度缩放、旋转和光照变化等极端条件下,该算法能够实时完成月面着陆目标区域的准确识别和稳定跟踪,实现月球探测器的远距离、高精度自主导引着陆.