机载战术导弹挂飞环境地面振动试验方案研究

研究总结了某型机载战术导弹服役过程中所经受的振动激励主要来源,同时研究分析不同激励方式对战术导弹吊耳载荷响应效果的影响,确定该型机载战术导弹振动载荷加载方案。采用理论计算与有限元建模计算分析的方法,分析比较不同激励方式对导弹吊耳载荷响应效果的影响。总结确定了该型机载战术导弹振动载荷的主要来源,通过理论算例和有限元建模计算的方法分别计算了不同激励方式下导弹吊耳的载荷响应,并最终确定了振动载荷加载激励方式。     

板料成形过程数值模拟中的动态接触条件处理

为了解决板料成形过程数值模拟中非线性边界条件问题,本文提出并建立了控制约束的描述方法、接触结点、确定的新方法——垂足法、计算接触应力的剪应力法、以及处理非线性滑动接触边界条件的降阶-摩擦载荷迭代法.经实际模拟计算,证明了这些方法的正确性.     

飞机重载大变形伸缩变体机构动力学仿真研究

目的为适应先进战斗机外形变体需求,设计复杂严重载荷环境下的伸缩机构,在整体弯曲、扭转等大变形条件下发挥支持变体运动和传递大载荷的系统功能。方法针对此类重载大变形伸缩机构,构建一种结合机构动力学和结构动力学的仿真分析方法,综合考虑运动过程中整体刚度分布变化带来的载荷、运动传递特性变化,以及局部轮轨运动组件的接触动力学细节,开展伸缩过程中的动力学仿真。结果计算获取了整个伸缩机构在严重外载荷下的伸缩过程运动参数变化和机构动响应,与典型盒段带载伸缩运动试验测试相比,机构连接交点载荷最大值的计算误差不超过7.9%,自由端位移最大值的计算误差不超过13.2%。结论建立的方法为各组件的传动传载性能优化和结构强度设计分析提供了一种可靠高效的仿真手段,对于变体飞机伸缩运动部件的结构/机构一体化设计有重要的应用价值。     

拱型屋面弯曲回弹变形、强度和稳定性的研究

计算了拱型屋面弯曲回弹变形 ;分析了在对称和非对称载荷作用下拱型屋面弯曲应力 ;计算了在对称载荷作用下拱型屋面临界载荷 ,计算结果表明 :拱型屋面的破坏不是强度不足 ,而是失稳所致。     

用滑移线理论确定工件塑性区的一种方法

在分析了变形体和模具的接触特点和接触面金属的流动应力与应变特点的基础上,在考虑接触摩擦为最大剪应力K的情况下,绘制出接触面的滑移线场,应用滑移线理论求解出接触金属进入塑性区的极限载荷,并以此为标准来判断接触金属是否进入塑性区。     

连续突风频域响应过程的时域等效模拟方法

目的在时域中模拟连续突风响应,比较常见的功率谱密度函数的时域数值模拟方法。方法构建民用飞机大展弦比单机翼突风响应计算模型,针对CCAR25规定的大气紊流功率谱密度函数,进行连续突风随机载荷计算,并直接为频谱分配随机相位,经傅立叶逆变换得到与连续突风随机计算使用的功率谱密度函数等效的突风时域激励,进行离散突风载荷分析,并与连续突风响应计算结果进行对比。结果比较机翼的弯矩、剪力及扭矩,离散突风载荷分析得到的弯剪扭载荷值与连续突风载荷分析得到的弯剪扭载荷值的偏差不超过3%。结论在功率谱密度函数等效的基础上,利用随机相位构造时域突风激励的方法快捷有效,能直观地显示随机突风激励下载荷响应的时域情况,便于进行时域中的非线性分析。     

冲击载荷作用下某型气囊缓冲性能影响研究

目的 研究冲击载荷作用下排气孔面积及初始缓冲时刻对某型气囊缓冲性能的影响.方法 采用MIMICS软件,并结合LS-Prepost软件,建立髋骨-气囊-地面有限元模型,利用LS-DYNA软件对气囊的缓冲过程进行仿真计算,得到缓冲过程中该模型的动力学响应结果.通过分析髋骨模型受力及气囊状态的变化,探讨排气孔面积及初始接触时...     

微动接触应力影响因素研究

采用ABAQUS软件建立了圆柱/平面接触的铝合金微动疲劳结构有限元模型,运用该模型将计算的应力值与解析解进行比较,结果相当吻合,证明了所建有限元模型及算法的有效性。通过分析得到了不同影响因素下接触应力的分布规律。结果表明,最大正应力随压头半径的增加而降低,随接触压力的增加而成比例地增加;表面拉应力在粘着区内随压头半径的增加而增加,随接触载荷的增加而降低;参数Q/（fP）对正应力和表面拉应力没有影响,各参数对剪应力的影响因接触区域不同而有较大的差别。     

离心状态下吊篮系统有限元模拟

目的研究吊篮在离心载荷下的力学行为,尤其是强度和刚度性能。方法通过精细化模拟吊篮系统各部件间的接触关系,在对某离心机吊篮初始设计方案进行模拟分析的基础上,开展吊篮的强度性能研究,对吊篮结构的整体布局、主要部件强度考核和降低局部应力集中等多方面开展计算分析。结果在指定工况下吊耳与配重板之间的局部接触导致的应力集中,致使安全系数达不到强度要求。结论提出改进措施,改进设计后的吊篮结构强度得到了较大的提高,满足吊篮设计的强度要求。     

战斗机阻力伞载荷计算研究

目的通过对战斗机阻力伞载荷计算开展研究,为阻力伞安装支持结构的静强度和疲劳强度分析提供支持。方法分别运用工程计算方法、流固耦合数值模拟方法,并对比阻力伞火箭滑车试验实测数据,对阻力伞载荷计算开展研究。同时基于飞参数据,运用统计学方法对影响阻力伞载荷大小和方向的开伞速度、飞机俯仰角、侧风速度与方向等参数进行统计分析,为载荷谱编制提供数据基础。结果确定阻力伞载荷工程计算方法中动载系数k取为1.2,将一次放伞的载荷历程简化为以拉直力和张满力为峰值的两个载荷循环,且拉直力为张满力的50%。以某型飞机766架起落飞参数据为基础,运用皮尔逊Ⅲ型分布、指数分布对开伞速度、飞机俯仰角、侧风速度与方向等参数进行拟合,结合阻力伞载荷计算方法,得出阻力伞载荷大小和方向分布的统计规律。结论明确了阻力伞载荷计算方法及计算相关参数选取,同时提出一种符合战斗机实际使用环境的阻力伞载荷谱编制方法。     

考虑脉动压力相关性的自由体随机振动分析

目的 获得自由体在脉动压力载荷作用下的结构响应.方法 采用有限元方法 ,建立锥壳自由体结构的随机振动分析有限元模型,根据自由体的脉动压力载荷和随机振动分析理论,计算自由体在脉动压力下的加速度响应均方根值.结果 载荷为一定程度相关时的计算结果 在完全相关和不相关之间,最小相差约15％,最大相差约50％.结论 在进行自由体...     

水下载荷对垂直发射潜航器结构影响仿真研究

目的研究水下载荷对垂直发射潜航器结构的影响。方法采用流体分析软件计算潜航器周围的压力场分布,利用有限元分析软件建立水下潜航器有限元模型,将计算得到的压力场加载到潜航器有限元模型后,仿真计算潜航器在水中向上运动不同时刻的应力和变形。结果随着潜航器的上升,水对弹的轴压影响逐渐减小,潜航器的弯矩和剪切力越来越大。随着潜航器向上运动,其加速度和速度变小,水对潜航器的压力载荷也变小。潜航器发射后,尾部虽然已经不承受发射载荷,但是随着这个载荷的消失,头部的变形逐渐减小。结论由于存在攻角,潜航器在铅垂和水平方向亦有力的分量,从而使潜航器受到的水下载荷更为复杂。     

振动加载下转换型密封电磁继电器的性能退化行为研究

目的研究航空用继电器的失效机理。方法通过对电磁继电器进行振动与工作载荷单独施加以及二者综合加载情况下的试验方法及性能退化行为研究,实时监测继电器内部触点间接触电阻等性能参数的变化趋势,并对不同条件下触点表面的微观形貌进行对比分析。结果发现相比较工作载荷单独施加而言,振动应力的加入使得继电器的寿命大幅度降低,并使得触点表面呈现"雪花"一般的形貌。结论振动环境导致了触点之间电弧的变化,以及触点表面接触压力、接触面积和接触超程等,并通过燃弧时间和超程时间的变化趋势对其进行了验证。     

模拟界面污染条件下的电接触性能及磨损研究

目的 模拟有机物挥发的气氛环境,研究载荷对界面污染条件下电接触性能的影响.方法 选用铜作为基底,将其置于有机气氛环境中进行贮存.将初始表面与贮存后的表面作为待试验表面,将两者置于大气及有机气氛2种环境中进行电接触试验.通过摩擦系数和接触阻值分析其电接触性能,结合磨痕形貌、截面轮廓及成分,揭示其磨损机理.结果 有机气氛环...     

加筋板在复杂载荷下的振动疲劳寿命分析

目的研究航空工程结构部件——加筋板在准静态载荷和随机动载荷联合加载下的振动疲劳寿命预估问题。方法针对某铣制铝合金缺口加筋板,建立有限元模型,并采用时域法进行静动联合加载下的疲劳寿命分析。首先将准静态载荷分解为静力与正弦激励,以静力结果作为平均应力修正S-N曲线,再采用随机响应分析计算动载荷单独作用下结构危险点的应力PSD函数,通过逆傅里叶变换法,提取随机加载过程中的时域信号后,应用Von Mises等效准则,将其与正弦激励时域样本进行叠加,得到疲劳分析应力谱,再结合Miner线性累积理论和雨流循环计数法,计算得加筋板结构静动联合加载下的疲劳寿命。结果通过有限元仿真分析计算,得到加筋板在静动载荷共同作用下的疲劳寿命,对比试验寿命,误差基本在两倍界以内。结论由仿真与试验的结果对比说明,该方法可以有效预估试验件在静动载荷联合加载下的疲劳寿命,并能进一步推广到类似载荷下的疲劳寿命预估问题。     

柱壳液力成形弹性稳定性分析

利用非线性弹性稳定性理论 ,分析研究了壳体液力成形工艺中的开口圆柱壳弹性稳定性问题。计算结果表明不仅非线性弹性临界载荷远低于线性弹性临界载荷 ,而且更重要的是内压很大程度上有助于提高柱壳轴向弹性临界屈曲载荷 ,这样为内高压成形工艺提供了弹性失稳理论依据     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。     

某型飞机全尺寸雷达罩静强度分析与试验验证

目的考核某型飞机全尺寸雷达罩的静强度,验证其计算模型的准确性。方法采用有限元计算和静力试验相结合的方法,对某型飞机全尺寸雷达罩的承载能力进行研究与试验验证。根据雷达罩的结构特点和载荷分布情况建立有限元计算模型,进行应力应变计算与强度校核,得到了雷达罩的应力应变云图。在此基础上,选用最严重载荷工况对雷达罩的承载能力进行试验验证。通过试验总体方案设计及加载实施方案优化设计,采用矢量加载技术和软硬结合的加载方式对雷达罩施加拉压载荷,保证各加载点的载荷均与所在表面的法向相同,与雷达罩实际受载情况一致。结果雷达罩的应力水平较低,承载能力较高;试验实测应力结果与理论计算结果有偏差,但应力分布规律合理,与理论分析计算结果的趋势基本一致;静力试验结果证明雷达罩及其与机身连接结构能够满足静强度设计要求。结论雷达罩静力试验测得的应变数据与有限元计算结果吻合较好,雷达罩本体及其与机身的连接结构满足强度设计要求。     

液压抽油机液压缸抗风能力及扶正设计

针对压裂酸化措施井的入井液返排效率低、排液排量小的问题,设计出一种井口坐装式液压抽油机装置。在引入风压载荷的基础上,通过计算井口液压抽油机液压缸风载荷及液压缸弯曲变形挠度的大小,分析无扶正措施下液压缸的抗风能力并给出适合的3种扶正方案,计算结果表明井口坐装式液压抽油机可以满足百年一遇的大风的能力、适应现场恶劣环境的应用。最后,结合分析计算给出一种增加液压缸安装可靠性的最佳扶正方案。     

气囊回收系统的着陆适应性仿真分析

目的提出一种气囊着陆缓冲等效分析方法,将有限元仿真和理论分析相结合,借助理论分析的优点实现对气囊回收系统着陆缓冲冲击性能快速评估的目的。方法首先建立气囊有限元模型,通过有限元分析获得载荷-压缩量曲线,根据曲线拟合出接触载荷与气囊压缩量的关系式。同时,利用高斯函数模拟斜坡,考虑一质量块和气囊以一定初速度竖直向下撞击到该坡面上,只考虑坡度大小和表面粗糙度对气囊冲击载荷的影响。最后,利用中心差分法计算出质量块的位移、速度以及加速度。结果在撞击点的坡度为0°,20.27°和31.24°时,得到理论的水平方向和竖直方向上的最大过载,与仿真输出的结果进行对照,在误差允许的范围内,理论与仿真结果一致。分析比较不同撞击点的坡度下水平和竖直方向最大过载以及气囊离开地面时的角速度。当撞击点坡度为0°时,水平方向最大过载为0,随着撞击点坡度增大,水平方向的最大过载逐渐增大;竖直方向最大过载的值最大,为224.5 m/s2,随着撞击点坡度增大,竖直方向的最大过载逐渐减小。当撞击点坡度为0°时,角速度为0,气囊离开地面时的角速度逐渐增大,其增幅在0°到20°之间较大。结论气囊着陆缓冲等效分析方法计算得到的结果与仿真得到的结果相一致,验证了该理论计算方法的有效性,因此可以利用该方法对缓冲气囊的冲击性能进行快速评估。