服役条件下折叠翼展开机构力学特性及可靠性评价研究

发布时间：2017-07-18 18:19

  本文关键词：服役条件下折叠翼展开机构力学特性及可靠性评价研究

  更多相关文章： 折叠翼展开机构 流固耦合 动力学分析 失效模式 可靠性评价

【摘要】：折叠翼展开机构是飞行器类武器装备上的重要部件,有利于改善武器装备的飞行力学性能,方便贮存和运输,其工作可靠性直接决定了武器装备的作战能力。由于服役过程中复杂的空气动力学及冲击动力学环境,导致其工作载荷多变、失效模式多样和失效机理复杂。因此,以服役条件下的折叠翼展开机构为研究对象,进行服役力学特性分析及可靠性评价研究具有重要意义,具体包括:分析折叠翼展开机构的工作原理和服役环境,运用ANSYS Workbench建立折叠翼展开机构流固耦合模型,研究翼面在展开过程中所受气动载荷的变化规律,将非均匀分布气动载荷等效为集中力,确定气动载荷集中化处理的等效修正系数,得到折叠翼展开机构翼面气动载荷等效模型。采用机构物理建模与仿真控制相结合的方法,将翼面气动载荷等效集中加载,基于MATLAB/SimMechanics建立“一字型”折叠翼展开机构的动力学仿真模型;借助已研制的折叠翼展开机构原理样机进行多组地面模拟试验,对比分析仿真结果与原理样机试验数据,验证了SimMechanics动力学仿真模型的可行性,获得准确的力学特性数据。考虑折叠翼展开机构服役载荷分布情况,采用Reliability Workbench可靠性工作平台建立其故障树分析模型,并进行故障树各底事件的FV重要度分析,确定影响折叠翼展开机构工作失效的关键失效模式;对展开阶段和锁定阶段的关键失效模式进行失效机理分析,得到关键失效模式的失效判据。依据故障树分析获得的各失效模式的失效判据,确定折叠翼展开机构失效模式的极限状态方程,构建各关键失效模式的可靠性理论模型,并采用Monte Carlo法对各可靠性理论模型进行数值模拟求解,得到相应的可靠度值。基于模糊可靠性理论建立折叠翼展开机构可靠性模糊综合评价模型,考虑翼面变形卡滞、展开时间延迟、锁紧销错位和锁紧销断裂四种失效模式,通过模糊可靠性分析得到可靠度综合评价值。
【关键词】：折叠翼展开机构 流固耦合 动力学分析 失效模式 可靠性评价
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V214
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 折叠翼展开机构研究状况10-12
• 1.3 折叠翼展开机构力学特性研究状况12-14
• 1.3.1 气动载荷研究现状12-13
• 1.3.2 结构力学研究现状13-14
• 1.4 折叠翼展开机构可靠性分析及评价研究状况14-18
• 1.4.1 失效模式及失效机理研究现状14
• 1.4.2 翼面变形卡滞可靠性研究现状14-15
• 1.4.3 可靠性仿真评价研究现状15-17
• 1.4.4 可靠性试验研究现状17-18
• 1.5 论文主要研究内容18-20
• 第二章 折叠翼展开机构服役载荷特性分析20-41
• 2.1 引言20
• 2.2 折叠翼展开机构工作原理20
• 2.3 折叠翼展开机构服役环境分析20-21
• 2.4 折叠翼展开机构运动学分析21-25
• 2.5 折叠翼展开机构气动载荷分析25-33
• 2.5.1 折叠翼展开机构流固耦合建模25-27
• 2.5.2 流固耦合计算与分析27-30
• 2.5.3 气动载荷等效建模与验证30-33
• 2.6 折叠翼展开机构力学特性分析33-40
• 2.6.1 折叠翼展开机构动力学建模34-37
• 2.6.2 折叠翼展开机构动力学分析37-39
• 2.6.3 折叠翼展开机构力学测试试验与分析39-40
• 2.7 本章小结40-41
• 第三章 折叠翼展开机构失效模式及失效判据分析41-52
• 3.1 引言41
• 3.2 折叠翼展开机构故障树分析41-45
• 3.2.1 折叠翼展开机构故障树建立41-43
• 3.2.2 故障树求解分析43-45
• 3.3 折叠翼展开机构失效模式分析45-48
• 3.3.1 次顶事件重要度分析45-46
• 3.3.2 失效模式重要度分析46-47
• 3.3.3 重要失效模式确定47-48
• 3.4 折叠翼展开机构关键失效模式判据分析48-51
• 3.4.1 翼面变形导致卡滞失效判据分析48-49
• 3.4.2 冲击载荷下锁紧销断裂失效判据分析49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 折叠翼展开机构可靠性理论建模与评价52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 折叠翼展开机构运动阶段可靠性建模52-54
• 4.2.1 翼面变形卡滞可靠性模型52-53
• 4.2.2 展开时间可靠性模型53-54
• 4.2.3 展开阶段工作可靠性模型54
• 4.3 折叠翼展开机构锁定阶段可靠性建模54-59
• 4.3.1 锁紧销错位可靠性建模56-57
• 4.3.2 锁紧销冲击力可靠性建模57-59
• 4.3.3 锁定阶段工作可靠性模型59
• 4.4 折叠翼展开机构可靠度计算59-63
• 4.4.1 翼面变形卡滞可靠度分析与计算60-61
• 4.4.2 展开时间可靠度分析与计算61-62
• 4.4.3 锁紧销错位可靠度分析与计算62
• 4.4.4 锁紧销冲击力可靠度分析与计算62-63
• 4.5 折叠翼展开机构可靠性评价与分析63-66
• 4.5.1 模糊评价数学模型构建63-64
• 4.5.2 可靠度的模糊综合评价64-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-68
• 5.1 总结67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间的主要成果和参与项目情况75-76
• 附录Matlab程序76-77

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本文编号：559139