复合材料定向管轻量化设计

为了获得性能好质量轻的定向管,建立了以质量最小为目标函数,以刚强度要求为约束条件,以复合材料的铺层厚度和缠绕角为优化设计变量的复合材料定向管优化数学模型.应用Python语言实现ABAQUS的二次开发,得到了复合材料定向管的参数化有限元模型.选用多岛遗传算法和序列二次规划法相结合的优化策略,基于iSIGHT优化平台建立了定向管动力学优化求解框架.优化后的复合材料定向管刚强度满足设计要求,质量减小21.9%.     

火箭炮位置伺服系统非奇异终端模糊滑模控制

针对火箭炮位置伺服系统运行过程中所存在的转动惯量和冲击力矩变化大等各种不确定因素,提出了一种基于多滑模面的终端模糊滑模控制策略。引入Nussbaum增益补偿实际控制器不确定量,使用模糊逻辑系统自适应补偿系统中未知非线性量,最后一步引入非奇异终端滑模使系统的位置误差在有限时间内收敛,从而降低系统参数变化和外部干扰对火箭炮跟踪性能的影响。仿真结果表明,同传统终端滑模控制方法相比,该控制方法不仅能够有效消除滑模抖振,保证系统速度响应和控制精度,同时对参数摄动和负载扰动具有很强的鲁棒性。     

基于碰撞接触的弹管多体动力学建模与仿真

基于接触碰撞理论,建立了火箭武器发射过程中弹管接触碰撞的多体动力学模型,该碰撞模型充分考虑了影响碰撞刚度和阻尼的因素,尤其是碰撞速度较高时速度对碰撞刚度的影响不能忽略。通过仿真计算,获得了通过一般试验方法较难测试到的碰撞接触力及火箭弹在管内的复杂运动情况。仿真结果为火箭武器的设计和分析提供了一定的参考价值。     

多管火箭武器伺服控制系统的热设计仿真

为了对某多管火箭武器伺服控制系统的温度进行控制,建立了火箭武器伺服控制系统热分析模型,应用有限体积法模拟和优化了伺服控制系统的内部结构参数对自然对流的影响,获得了控制柜内的温度分布,对数值模拟结果进行了实验验证.结果表明:控制柜内的平均温度下降约20%,数值模拟结果与实验值吻合,说明该文的模拟和优化分析方法切实可行.     

多管火箭炮系统发射动力学仿真研究

给出了多管火箭炮系统在发射过程中动力学仿真，包括建立模型；运用轮胎和地面的接触铰约束，体现了地面对轮胎的单面约束作用；利用碰撞模型，对火箭弹在定向器管内的运动受力情况进行仿真计算，获取了该车载多管火箭炮系统发射时运动构件的运动特征和受载情况。     

航空燃油转输引射泵工作特性数值研究

为了能快速得到航空燃油转输引射泵的性能表现,采用CFD方法对某航空燃油转输引射泵进行了流动建模与流场分析。首先通过与邵垒等所做实验对比,验证了所用数值方法的有效性与精度;接着以数值方法为基础,深入分析了引射泵在不同操作压力比以及结构参数(面积比与喉嘴距系数)下的性能表现,得出了其对引射泵性能的影响规律。结果表明:操作压力比的不同会显著影响引射泵内部速度与压力的分布,对引射泵工作特性有重要影响;面积比的增大会在一定程度上提高引射泵的工作效率及引射能力;当喉嘴距系数等于1.4时引射泵效率最高,以最高效率下降3%为条件确定的最优喉嘴距系数范围为0.8~1.8。     

机液耦合多管火箭发射系统动态仿真

基于ADAMS建立了机械系统和液压系统耦合的某多管火箭发射系统虚拟样机,给出了发射系统仿真过程中变结构的自由切换方法,分析该新型火箭发射系统发射动态特性,用灵敏度分析法分析泄漏对系统发射过程的影响,并比较了在全支撑和半支撑的两种工况下发射系统动态稳定性。结果表明采用液压伺服瞄准系统其发射精度是可以保证的,为该新型火箭发射系统的设计和发射提供了一定的理论依据     

电液伺服系统多模型鲁棒自适应控制

针对电液伺服系统中存在不确定非线性和强参数不确定性的问题,提出一种多模型鲁棒自适应控制算法。根据系统参数不确定性范围建立了多个辨识模型,在辨识模型中设计非线性鲁棒项,以抑制干扰、未建模动态等不确定非线性的影响,提高系统的鲁棒性。基于辨识模型设计相应的控制器,采用基于辨识误差的性能指标函数作为切换依据,选取最佳控制器作为当前控制器,解决了传统自适应控制对参数自适应初值敏感的问题。该方法能够克服不确定非线性和强参数不确定性的影响,使系统得到渐进跟踪的性能,提高系统的瞬态响应性能。实验结果表明,该算法能抑制建模不确定性的影响,系统期望跟踪指令幅值为10mm时,跟踪误差大约为0.038 6mm,相对跟踪误差约为0.386%,系统跟踪精度得到了提高。     

基于动力学仿真的多管火箭多因素分析

多管火箭武器的系统效能有多个指标,而每个指标又受到多个因素复合影响。按照武器系统效能分析的递阶层次,梳理了多管火箭性能分析的多因素问题。提出了基于虚拟样机动力学仿真过程多因素问题的数据挖掘方法及分析手段,弥补了传统方法对多因素问题决策分析的不足。并以多管火箭系统效能第四级指标起始扰动的三种影响因素为例进行了研究和验证。     

某舰炮非线性动力学分析

基于非线性动力学理论,研究了某舰炮发射过程中的动力学响应问题。建立了某舰炮含身管和摇架导轨之间大位移滑动接触的有限元模型,运用隐式时间积分方法模拟该炮发射的后坐复进过程,获得了炮口的后坐复进位移和速度响应以及关键部位的动态应力。计算结果可为舰炮的设计和优化提供一定的理论依据。

Abstract：

Based on nonlinear dynamics,muzzle＇s responses during the whole firing course of a naval gun were investigated. The finite element model of the naval gun was established,including large sliding contact between barrel and cradle guide of the gun. The recoil and recuperation process of the gun was simulated by implicit time integration dynamics method,and the responses of displacement and velocity on muzzle and key part dynamic stress were obtained. The calculation results provide the academic basis for the design and optimization of naval gun.