一种基于任意拉格朗日-欧拉方法的降落伞充气展开数值模型

降落伞充气展开过程是一个典型时变非线性流构耦合问题,大多研究所建立的数值计算模型未考虑织物透气性和初始投放速度的影响.为修正模型,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法和动网格技术,考虑织物透气性并预设初始投放速度,建立了降落伞充气展开的有限元模型.计算了充气过程中,有限质量情况下C-9伞的开伞力,并与实验数据对比,验证了该模型的正确性与合理性.随后分析了其开伞过程中伞衣应力分布特征与气动减速特性,为降落伞数值建模和结构设计提供一定参考.     

降落伞拉直过程的动力学仿真与试验

伞降回收是无人机回收的常用方式,降落伞的拉直过程作为伞降回收过程的第一步,具有至关重要的作用.降落伞拉直是通过火箭发动机燃烧产生的持续拉力牵引连接带,从而带动降落伞和伞绳,将降落伞从伞舱内拉出.基于非线性有限元理论,通过ABAQUS有限元仿真软件,实现降落伞拉直过程的动力学模型的建立,研究火箭在-50、20、55℃状态下对拉直过程的影响.结果表明:随着温度的升高,拉直时间变短,伞衣和伞绳的拉直长度变化不大,连接带和伞绳受到的最大拉力变大.并将仿真结果与55℃状态下的试验进行验证对比,试验结果与仿真结果比较吻合,可见该动力学模型适用于降落伞的拉直过程仿真研究.     

材料弹性对降落伞充气展开力学性能影响

降落伞充气展开过程涉及柔性结构非线性变形与流场的高度耦合。为研究不同弹性的纬向加强带对降落伞充气展开过程中力学特性的影响，该文基于流固耦合(fluid-solid interaction, FSI)方法对3种弹性纬向加强带构型的带条伞进行充气展开过程模拟，获得了充气展开过程中气动力、纬向加强带张力和伞衣应力分布等关键参数，分析了织物材料弹性对降落伞开伞动载以及局部受力情况的影响，并通过风洞试验对带条伞充气展开过程的气动力变化进行测试，验证了利用FSI方法预测降落伞动态力学及局部受力特性的可行性。仿真和试验结果表明：纬向加强带弹性模量对降落伞充气展开过程中整体气动力影响甚微，对于伞衣和纬向加强带本身的应力分布影响显著；采用与伞衣相同材料的锦丝纬向加强带能显著降低局部应力水平，相较于高弹性模量的芳Ⅲ纬向加强带，纬向加强带和伞衣的最大应力分别降低83.3%和22.8%。     

关于牵顶伞在降落伞拉直过程中作用的分析与探究

该文首先阐述了降落伞拉直过程的研究发展,其次采用有限元方法建立数学模型,从拉直过程、已拉出质点动力学方程、正在拉出质点的张力3方面,探讨了牵引伞在降落伞拉直过程中的作用,最后对模型的仿真结果进行分析,希望为相关人员提供有效参考。     

阻力伞-灵巧子弹系统气动及稳定性研究

为研究阻力伞-灵巧子弹系统空气动力学特性及气动特性对系统飞行动稳定性的影响,应用系统动力学和计算流体力学对非轴对称弹体外形进行了对比仿真,分析了子弹和阻力伞气动流场,与风洞试验进行了对比;为优化伞-弹系统气动特性,提高打击效率提供了数据支持,同时建立伞-弹弹道模型进行系统弹道仿真,归纳了气动数据、开伞时间对系统动稳定性影响规律.结果表明非对称外形对子弹气动特性影响不大,系统气动特性稳定,合适的开伞时间和气动参数对动稳定性有一定影响.      

基于三维大地形模型的降落伞空投仿真系统

降落伞应用日益广泛.为了有效地降低降落伞空投的物资消耗和危险性,开展飞机空投降落伞一体化仿真系统设计具有重要意义.研究了系统的关键技术,运用数字地球技术、三维LOD技术和可视化技术等,实现了大范围三维地表数据的海量存贮与快速表达,实现了投放环境、飞机(队列)飞行、空投降落伞时起航、抛投、降落等多环节一体化模拟仿真.并以VS2010为开发平台,利用ChinaStar GIS组件,设计与开发了基于三维大地形模型的飞机空投降落伞一体化仿真系统.通过对系统的试用和检验表明,系统对降落伞投放环境、飞机(队列)飞行及空投降落伞降落过程的一体化模拟仿真取得了较好的效果,模拟结果具有较高的可靠性,能为实际空投提供可靠的参考信息.     

基于UML的城轨列车运行控制仿真系统建模与实现

利用UML对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了分析和建模,提出了一种适用于城轨列车运行控制仿真系统的分层模型,并在实验室对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了仿真,实验结果表明:该仿真系统模型符合实际列车运行控制系统原理.     

LS-DYNA的ALE方法在飞船返回舱着落仿真中的应用

着陆是载人航天活动的关键环节,对返回舱在接近地面时的带伞着陆过程分析具有重要意义。该文对显式积分有限元软件LS-DYNA的ALE方法进行了初步研究,探讨了其中关键控制参数对计算结果的影响。用该方法建立了返回舱带伞着陆的有限元模型,包含空气、降落伞和返回舱,用相关试验数据对模型的有效性进行了验证。结果表明,计算得到的舱体速度和姿态角与试验结果基本吻合,建立的模型可用于返回舱带伞着陆过程特性分析、着陆工况确定和降落伞对着陆冲击的影响等问题的研究。     

小型钢槽丝成型机关键零件有限元仿真

钢槽丝(或槽骨)主要用于制伞业中,是伞骨生产的发展方向.钢槽丝成型是槽骨生产的关键,成型模的关键零件是成型轮轴、凸轮和凹轮,而成型模轴尤其重要,其设计水平对钢槽丝成型质量具有决定性作用.应用Solid Edge软件建立了钢槽丝成型机构主要零件的三维实体模型,应用有限元仿真软件MSC.VisualNastran对模型进行了有限元静力学仿真分析,获得了相关的应力、应变和位移仿真参数及其仿真云图.仿真分析可为钢槽丝成型机构的零件设计提供理论依据,为同类产品的开发和改进提供理论参考.     

基于有限元网格重构的降落伞工作过程数值研究

以经典的C9圆伞为研究对象,用有限元模型描述该伞结构,定义其周围有限空间作为流场计算域,将全局坐标下载荷位移定义为流场域位移,实现有限流场域的运动。采用运动空间域代替固定的欧式空间域,并与降落伞结构实现了流固耦合计算。得到了丰富的流场、结构场信息及伞载系统的动力学响应曲线。将计算结果与试验数据进行比对发现二者基本一致,验证了此计算方法的可行性,为降落伞的设计提供参考依据。