车载火箭有效载荷在转载和起竖过程中的动力学响应

发布时间：2017-11-01 01:19

  本文关键词：车载火箭有效载荷在转载和起竖过程中的动力学响应

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【摘要】：随着动力学理论的研究和计算机技术的不断发展,越来越多的研究人员采用各种不同的方法对车载武器的各种动力学特性进行研究,这对细化产品的研究过程,提高产品的安全性和可靠性具有实际意义。我国研制的车载火箭中卫星的结构在转载和起竖过程中相当于柔性悬臂梁结构,这一过程的动力学特性将影响有效载荷的安全性和可靠性,甚至影响任务的成败。本文将基于虚拟样机技术和有限元仿真技术对车载火箭的有效载荷在转载和起竖过程中的动力学过程进行理论和仿真分析。随着我国车载武器的发展,发射车的平顺性研究得到了广泛的关注,在发射车的行驶过程中,受到路面不平度的激励以及发射车自身的振动影响,这种振动在发射车行驶过程中,会加速发射车易损部件的伤害,甚至会影响有效载荷(卫星)的安全性和可靠性。本文以俄罗斯白杨M导弹发射车为研究对象,采用多体动力学的相关理论,构建发射车行驶动力学模型和卫星的动力学模型,运用状态空间和拉普拉斯变换的方法对发射车模型进行求解,运用结构动力学相关理论对有效载荷的模型进行求解。本文通过对车载火箭起竖装置的动力学和静力学进行分析,分析车载火箭起竖装置的起竖规律,运用多体动力学理论构建有效载荷在起竖过程中的动力学模型,采用假设模态法对动力学的模型进行求解。利用多体动力学分析软件Adams对车载火箭的转载和起竖过程进行精确建模和动力学分析,对有效载荷进行了模态分析,在随机路面谱的激励下发射车的振动输出,找出了有效载荷在转载时的应力应变最大位置,在车速为30km/h、50km/h、80km/h三种车速下、输入随机信号和阶跃信号的情况下卫星前端点的形变情况,对卫星应力最大点进行了应力和应变分析。利用Adams软件对起竖过程中四种起竖规律下有效载荷前端点的变形情况,找出了有效载荷在起竖过程中的应力最大位置,并对其进行应力和应变分析。文中的分析结果和方法可作为车载火箭有效载荷的设计参考,所建的动力学模型根据设计需要可以进行更加深入的分析。
【关键词】：车载火箭 有效载荷 动力学响应 仿真 有限元分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V554.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外车载火箭转载和起竖问题的研究现状10-13
• 1.2.1 车载武器转载和起竖过程的研究现状10-11
• 1.2.2 悬臂梁振动问题的研究现状11-12
• 1.2.3 基于ADAMS的动力学仿真研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 第二章 车载火箭转载时卫星的动力学建模及分析14-34
• 2.1 随机振动14-15
• 2.2 路面对发射车产生激励的研究15-21
• 2.2.1 平整度概念15
• 2.2.2 路面不平度的功率谱密度15-16
• 2.2.3 路面平整度时域模型构建方法研究16-19
• 2.2.4 发射场路面平整度时域模型的建立19-21
• 2.3 发射车行驶动力学模型的建立与求解21-27
• 2.4 卫星动力学模型的建立与求解27-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 车载火箭起竖时卫星的动力学建模及分析34-45
• 3.1 车载火箭发射装置的总体结构组成34-35
• 3.2 车载火箭在起竖过程分析35-40
• 3.2.1 起竖过程中火箭的动力学分析36-38
• 3.2.2 火箭起竖运动规律分析38-40
• 3.3 起竖过程中卫星的动力学模型建立40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 车载火箭卫星在转载过程中的动力学仿真45-67
• 4.1 ADAMS仿真的基础理论46-51
• 4.2 车载火箭在转场时有效载荷动力学仿真分析51-66
• 4.2.1 发射车振动仿真分析52-56
• 4.2.2 车载火箭卫星的模态分析56-57
• 4.2.3 转场时相机前端点的位移仿真分析57-59
• 4.2.4 转载时卫星的动力学分析59-66
• 4.3 本章小结66-67
• 第五章 车载火箭在起竖时卫星的动力学仿真67-74
• 5.1 车载火箭卫星端点的位移仿真分析67-68
• 5.2 车载火箭起竖过程中卫星的应力应变分析68-72
• 5.2.1 卫星结构的薄弱环节分析68-69
• 5.2.2 起竖过程中相机支架根部的应力应变分析69-72
• 5.3 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-81
• 致谢81

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本文编号：1124610