检索结果-内蒙古大学图书馆

强度与环境 2018年第2期45卷 15-21页

作者：马蕾冯宾宾杨富锋李民张利齐晓军上海卫星装备研究所上海200240 中国兵器工业标准化研究所北京100089 南京理工大学发射动力学研究所南京210094

将导弹发射系统从导弹车、发射架、导弹刚柔耦合多体系统的角度,进行刚柔多体系统动力学仿真分析。应用多体系统传递矩阵法,建立了导弹发射刚柔耦合多体系统动力学模型,实现了对复杂多体系统振动特性的计算,构造了导弹发射系统增广特征... 详细信息

将导弹发射系统从导弹车、发射架、导弹刚柔耦合多体系统的角度,进行刚柔多体系统动力学仿真分析。应用多体系统传递矩阵法,建立了导弹发射刚柔耦合多体系统动力学模型,实现了对复杂多体系统振动特性的计算,构造了导弹发射系统增广特征矢量并给出正交性条件,实现了对该系统动力学响应的数值分析。该方法无需建立系统总体动力学方程,建模灵活、计算速度快,利于求解分析复杂多体系统结构,为导弹发射系统的改进设计提供了重要的理论依据。

关键词：导弹发射系统多体系统传递矩阵法固有振动动力学响应

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多体系统发射动力学及其应用

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中国工程科学 2011年第10期13卷 76-82页

作者：芮筱亭南京理工大学发射动力学研究所南京210094

射击精度差、试验用弹量大、发射不安全是制约现代火箭、火炮武器发展的三大技术难题。武器系统精度和发射安全性取决于武器系统动力学规律,发射动力学作为研究武器系统发射过程中受力和运动规律的一门新兴综合工程学科,在国际上已成为... 详细信息

射击精度差、试验用弹量大、发射不安全是制约现代火箭、火炮武器发展的三大技术难题。武器系统精度和发射安全性取决于武器系统动力学规律,发射动力学作为研究武器系统发射过程中受力和运动规律的一门新兴综合工程学科,在国际上已成为提高火箭和火炮武器系统射击精度和发射安全性的新技术突破口,为射击精度和发射安全性设计与试验提供新理论与技术。文章研究多体系统发射动力学理论与技术及其在火箭和火炮武器射击精度和安全性设计与试验中的应用。

关键词：射击精度试验用弹量发射安全性多体系统发射动力学多体系统传递矩阵法

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基于有限元的空间变截面梁传递矩阵

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南京理工大学学报 2014年第1期38卷 78-82页

作者：汤华涛吴新跃海军工程大学机械工程系湖北武汉430033

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后... 详细信息

采用有限元法来推导了空间变截面梁单元的传递矩阵。在推导空间变截面梁单元的刚度矩阵时,在位移列阵中增加了一项位移值:轴向拉压应变,以提高位移插值函数的阶数。并采用高次多项式位移插值函数来推导空间变截面梁单元的刚度矩阵,然后通过矩阵变换得到该梁的传递矩阵。将得到的传递矩阵应用于悬臂梁,计算了悬臂梁的挠度和模态。研究结果表明:该方法可精确计算空间变截面梁的变形,并为联合有限元法和多体系统传递矩阵法求解复杂系统动力学问题提供一个新思路。

关键词：轴向拉压应变刚度矩阵空间变截面梁多体系统传递矩阵法

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含区间参数的多体系统特征值问题分析

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噪声与振动控制 2019年第5期39卷 40-44页

作者：武令伟王国平芮筱亭屠天雄查启程南京理工大学发射动力学研究所

在工程中,机械系统的加工测量误差、几何、材料以及约束条件等的不确定性对系统振动特性影响显著。针对不确定性多体系统动力学问题,传统的概率方法和模糊方法都需要大量的统计数据来进一步分别获得不确定参数的概率分布函数和模糊度隶... 详细信息

在工程中,机械系统的加工测量误差、几何、材料以及约束条件等的不确定性对系统振动特性影响显著。针对不确定性多体系统动力学问题,传统的概率方法和模糊方法都需要大量的统计数据来进一步分别获得不确定参数的概率分布函数和模糊度隶属函数。然而在实际工程中,通过大量标准试验来获取大量样本资料,进而获得较为准确的概率分布函数和模糊度隶属函数的做法是难以实现的。为此,建立一种基于区间算法和多体系统传递矩阵法且含区间参数的多体系统特征值问题的分析方法。该方法无需建立系统总体动力学方程,只需要知道不确定参数的上、下界限,即可快速进行计算分析。同时,该方法将区间算法与复杂计算过程解耦,能更好地控制区间算法中区间放大现象。最后,分别应用文中方法与扫描法对含不确定参数的链式多刚体系统和机床多刚柔体系统特征值问题进行计算分析,两种方法的计算结果吻合较好,证明了文中方法的有效性和高效性。

关键词：振动与波多体系统动力学振动分析多体系统传递矩阵法区间算法不确定性

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飞行器空气舵系统高效刚度优化分配方法研究

飞行器空气舵系统高效刚度优化分配方法研究

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第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)

作者：施松浩黄锐南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

空气舵系统中,伺服作动器、连杆、摇臂、舵轴和舵面等子结构对空气舵系统的整体结构刚度有着不同程度的贡献,合理分配各个子结构的刚度能使空气舵系统整体的刚度得到很大的优化。提出了一种基于多体系统传递矩阵法和遗传算法相结合的高... 详细信息

空气舵系统中,伺服作动器、连杆、摇臂、舵轴和舵面等子结构对空气舵系统的整体结构刚度有着不同程度的贡献,合理分配各个子结构的刚度能使空气舵系统整体的刚度得到很大的优化。提出了一种基于多体系统传递矩阵法和遗传算法相结合的高效刚度分配优化方法。首先针对典型空气舵系统利用多体系统传递矩阵法建立了高效的动力学特性计算模型,并与***的仿真结果进行对比,结果表明第一阶俯仰模态的固有频率吻合较好,差距仅为1.06%,且计算速度大幅提高。然后进行了系统的子结构的灵敏度分析研究,确定不同子结构刚度对整体刚度的贡献。最后利用遗传算法,将多体系统传递矩阵法建立的模型作为适应度函数,各子部件尺寸作为变量,约束空气舵系统整体质量,对空气舵系统各个子结构的刚度重新进行分配优化。优化结果收敛较好,第一阶俯仰模态的固有频率显著提高。

关键词：空气舵刚度分配多体系统传递矩阵法遗传算法

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多体系统动力学方法的对比

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沈阳工业学院学报 2003年第3期22卷 81-84,91页

作者：唐静静贠来峰陆毓琪南京航空航天大学航空宇航学院江苏南京210016 南京理工大学

针对一个简单的刚弹耦合多体动力学系统,分别求出其运动的解析解、凯恩法解和多体系统传递矩阵法解,并对它们的结果进行了对比.

关键词：刚弹耦合多体动力学系统解析法解凯恩法多体系统传递矩阵法

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舰载多管火箭发射动力学相关问题研究

舰载多管火箭发射动力学相关问题研究

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作者：辛松南京理工大学

学位级别：博士

多管火箭作为压制性武器,具有射速快、火力猛、威力大、射程远、机动性好并且容易在短时间内大范围面积上形成强大火力等优点,得到了世界各军事强国高度重视和大力发展。同时,多管火箭射击密集度差和试验耗弹量大两大普遍问题,分别导致... 详细信息

多管火箭作为压制性武器,具有射速快、火力猛、威力大、射程远、机动性好并且容易在短时间内大范围面积上形成强大火力等优点,得到了世界各军事强国高度重视和大力发展。同时,多管火箭射击密集度差和试验耗弹量大两大普遍问题,分别导致了多管火箭毁伤效能显著减低和试验成本大幅提高,长期制约着多管火箭发展,成为世界各军事强国为提高多管火箭毁伤效能和减少试验成本而竞相攻关解决的重大难题。作为国家重大项目研究成果的重要组成部分,本文应用发射动力学和多体系统传递矩阵法国际最新研究成果,从理论、计算、试验三方面系统深入研究了舰载多管火箭发射动力学相关理论与技术,并用于我国舰载多管火箭提高射击密集度和减少试验用弹量的重大工程实践,取得如下创新成果:(1)应用多体系统传递矩阵法,建立了舰载多管火箭发射动力学模型、总传递方程自动推导方法、特征方程,实现了舰载多管火箭多刚柔体系统固有振动特性和发射动力学快速计算。(2)建立了舰载多管火箭发射动力学数值仿真系统,开发了舰载多管火箭动力学可视化仿真软件,舰载多管火箭固有振动特性和发射动力学计算结果分别得到了模态试验和射击试验的验证。(3)建立了减少舰载多管火箭试验用弹量的非满管射击试验方法、用7管装填连射替代28管齐射的舰载多火箭密集度试验方案。实弹射击对比试验结果表明,舰载多管火箭非满管射击试验方法使密集度试验用弹量和试验费用比常规试验方法减少了 75%,经济效益显著。(4)基于小起始扰动设计思想,建立了舰载多管火箭的射序和射击间隔优化方法、振动控制方法、高精度射序和射击间隔设计方案,实弹射击试验结果表明,舰载多管火箭高精度设计方案大幅度提高了某舰载多管火箭射击密集度,军事效益显著。

关键词：舰载多管火箭多体系统传递矩阵法发射动力学射击密集度非满管射击设计方法试验方法

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多管火箭射击精度动力学仿真与试验设计方法研究

多管火箭射击精度动力学仿真与试验设计方法研究

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作者：缪云飞南京理工大学

学位级别：博士

射击精度是衡量多管火箭武器系统战术技术性能的重要指标之一。传统的多管火箭射击精度试验方法基于经典统计理论,试验用弹量多、试验周期长、成本高。本文依托国防973重大科研项目,以多管火箭为研究对象,运用多体系统传递矩阵法最新研... 详细信息

射击精度是衡量多管火箭武器系统战术技术性能的重要指标之一。传统的多管火箭射击精度试验方法基于经典统计理论,试验用弹量多、试验周期长、成本高。本文依托国防973重大科研项目,以多管火箭为研究对象,运用多体系统传递矩阵法最新研究成果,从弹、炮、环境等大系统角度出发,开展多管火箭射击精度动力学理论、仿真和试验研究,为提高多管火箭射击精度设计与试验水平提供理论基础和有效的技术手段。论文取得的主要成果如下:(1)建立了空间大运动多管火箭多体系统动力学模型、车轮与地面接触模型、路面不平度模型、调炮控制模型,实现了多管火箭动力响应的快速计算,分析了典型工况下多管火箭动力响应变化规律,为多管火箭射击精度动力学仿真提供了理论支撑;(2)建立了多管火箭多刚柔体发射动力学模型、动力学方程及多管火箭射击精度动力学仿真系统,实现了多管火箭发射与飞行全过程的动力学仿真,得到了模态试验和实弹射击试验验证,并采用逐步回归分析方法对多管火箭射击精度的影响因素进行了分析;(3)建立了多管火箭射击精度动力学仿真系统可信度综合评估方法。基于群组层次分析法的思想,构建了仿真系统可信度评价指标体系模型,提出了改进的指标综合权重确定方法,提高了指标权重确定的合理性,综合运用多种数据性能分析方法,提高了仿真系统可信度评估的有效性;(4)建立了多管火箭射击精度估计和试验设计方法。采用混合先验分布的形式,推导了考虑先验信息的多管火箭射击精度后验估计公式,提出了基于两类风险模型的射击精度截尾序贯试验方法,可减少试验样本量;基于高可信度的射击精度动力学仿真系统,设计了多管火箭射击精度试验方案。

关键词：多管火箭多体系统传递矩阵法动力学仿真发射动力学逐步回归分析射击精度试验设计

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高速高精度数控车床结构动力学特性与仿真技术研究

高速高精度数控车床结构动力学特性与仿真技术研究

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作者：吴南星东南大学

学位级别：博士

随着科技和生产的发展,许多高精度、低粗糙度、特硬和有色金属材料制成的小尺寸轴、盘类回转体零件,要求以车代磨一次加工成功,这就对数控车床的速度、精度和刚度提出了很高的要求.因此,包括主轴系统、进给系统乃至整机的动态特性的研... 详细信息

随着科技和生产的发展,许多高精度、低粗糙度、特硬和有色金属材料制成的小尺寸轴、盘类回转体零件,要求以车代磨一次加工成功,这就对数控车床的速度、精度和刚度提出了很高的要求.因此,包括主轴系统、进给系统乃至整机的动态特性的研究已成为一个十分重要的课题.论文结合江苏省十五重大科技攻关招标项目\"高速高精度数控车床\"和国家自然科学基金项目\"机床结构动态优化创新设计CAE关键技术研究\",针对提高数控车床中主轴系统、进给系统以及整机的动态特性的关键技术进行研究,并与南京数控机床股份有限公司合作设计开发出了拥有国际先进水平和自主知识产权的CK1416高速高精度数控车床.论文的主要创新性成果如下:1.建立了CK1416高速高精度数控车床多体主轴系统的刚柔耦合动力学模型,基于多体系统传递矩阵法,分析、仿真和优化后的主轴系统在运行中始终处于稳定、可靠的工作区内.2.基于弹簧质量力学模型分析了进给系统刚度对定位误差的影响,提出了提高进给系统刚度的措施,取得了明显的效果.3.建立了数控车床进给系统机械传动部件、驱动电机和执行件一体的并考虑了间隙和摩擦非线性因素在内的综合数学模型.着重分析了非线性间隙和非线性摩擦对系统动态特性的影响,分别采用广义最小方差自校正控制方法和基于GA的摩擦补偿方法消除了它们对进给系统动态特性的不良影响,从而提高了系统的响应速度和静动态跟踪精度.4.建立了CK1416数控车床多刚体虚拟样机模型,应用相似理论和AHP法验证了虚拟样机的有效性,为进行车床动态特性研究提供了一个可视化平台.5.基于有限元法及柔性多体系统动力学理论,建立了刚柔耦合数控车床多体动力学模型,模拟仿真了床身的柔性效应对车床动态特性和加工精度的影响,结合模态试验,合理优化了床身结构.论文所完成的研究工作,有力地支持了CK1416型高速高精度数控车床的开发,其各项性能指标均达到了预定的目标,在2003年4月参加了北京国际机床博览会展出,赢得了各界的好评.车床已投放市场,取得了很好的社会经济效益.2004年5月通过了省级鉴定,成果达国际先进水平.

关键词：数控车床动态特性多体系统传递矩阵法非线性间隙非线性摩擦虚拟样机相似理论刚柔耦合

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直筒式磁流变阻尼器优化设计、建模与振动控制及其应用研究

直筒式磁流变阻尼器优化设计、建模与振动控制及其应用研究

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作者：江民南京理工大学

学位级别：博士

在车辆、舰船和直升机等运载工具运行过程中振动是不可避免的扰动,会导致运载工具的零部件磨损与仪器设备失效,甚至引发重大事故。实践证明,运载工具在运行中所受到的振动往往是一个随机扰动,传统的被动减振系统不具备自适应减振的功能... 详细信息

在车辆、舰船和直升机等运载工具运行过程中振动是不可避免的扰动,会导致运载工具的零部件磨损与仪器设备失效,甚至引发重大事故。实践证明,运载工具在运行中所受到的振动往往是一个随机扰动,传统的被动减振系统不具备自适应减振的功能,难以保证运载工具时刻保持良好的工作性能。因此,本文以磁流变液减振技术为手段,为直升机主减速器系统(直升机主减)、装甲车辆座椅悬挂系统与轮式装甲车辆悬挂系统设计合理的减振机构,提出有效的半主动控制策略,实现磁流变减振系统自适应减振的目的,提升运载工具的工作性能。本文的主要研究内容如下:(1)针对不同减振系统的性能需求,以动力可调倍数最大与电磁线圈匝数最少为优化目标,采用带有精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)完成了磁流变阻尼器结构的多目标优化设计。分别研制了具有质量轻、电磁兼容性好、集成度高等优点的适用于轻型直升机主减减振系统的活塞内通道阀式单出杆磁流变阻尼器、小行程大出力的适用于重型直升机主减减振系统的剪切阀式双出杆磁流变阻尼器与大行程多级线圈的适用于装甲车车辆座椅悬挂系统的剪切阀式双出杆磁流变阻尼器。磁流变阻尼器力学性能测试结果表明设计的三款磁流变阻尼器均具有较大的动力可调倍数与良好的工作性能,满足设计要求。(2)采用人工鱼群算法完成了双出杆磁流变阻尼器Bouc-Wen模型参数的离线辨识,建立了能够准确描述双出杆磁流变阻尼器力学行为的电-磁-力耦合模型。针对双出杆磁流变阻尼器Bouc-Wen模型建立过程中具有未知参数过多,参数辨识工作难度大,耗时长等缺点,建立了一种辨识效率高并保证模拟精度的磁流变阻尼器Bouc-Wen优化模型,完成了单出杆磁流变阻尼器Bouc-Wen优化模型的参数辨识,与未优化Bouc-Wen模型的辨识结果对比表明Bouc-Wen优化模型能够精确地、高效地模拟磁流变阻尼器的动力学特性。(3)针对装甲车辆座椅的防护要求,设计并研制了一款新型磁流变减振防爆座椅。基于磁流变阻尼器的半主动特性与座椅悬挂工作特点,提出了一种兼顾减振控制与冲击控制的混合半主动控制策略。仿真与试验结果表明基于控制的减振防爆座椅能够有效改善驾乘人员的乘坐舒适性与安全性。(4)为了有效降低直升机旋翼通过主减向机身传递的振动,本文基于立方结构的Stewart机构提出了一款磁流变减振平台。针对轻型与重型直升机主减减振系统的减振要求,分别设计研制了轻载型与重载型磁流变六自由度减振平台。采用线性多体系统传递矩阵法(“芮”方法)建立了磁流变六自由度减振平台的动力学模型,推导了减振系统的传递方程、增广特征矢量、体动力学方程与状态方程。针对磁流变阻尼器的非线性滞回特性与六自由度减振平台的工作要求,分别基于On-Off控制算法、PID-Fuzzy控制算法以及LQG控制算法提出了六自由度减振平台的半主动控制方法。数值仿真结果表明所提出的半主动控制方法能够根据负载的姿态对六条磁流变支腿的阻尼力进行实时控制,有效地降低激励经减振平台传递至负载的振动,实现空间六轴减振的目的。重载型主减减振平台振动试验结果表明在某型直升机旋翼一阶通过频率(25.35Hz)处主减减振系统在无控制与有控制情况下均具有优异的减振效果。(5)将磁流变技术引入油气悬挂系统,提出了一款适用于轮式装甲车辆的新型磁流变油气悬挂系统。基于装甲车辆悬挂系统设计要求,完成了磁流变油气弹簧的设计与研制。力学性能测试结果表明磁流变油气弹簧具有优异的力学性能与动力可调系数,满足设计要求。基于磁流变阻尼器Bouc-Wen模型与气体弹性力计算模型,建立了能够准确描述磁流变油气弹簧力学特性的非线性模型。为了验证所设计的磁流变油气悬挂系统的实际应用效果,进行了跑车试验,试验结果表明磁流变油气悬挂系统能够有效改善车辆行驶平顺性,具有很好的工程应用价值。

关键词：磁流变阻尼器多目标优化设计多体系统传递矩阵法座椅悬挂六自由度减振平台油气悬挂

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