有效载荷快速连接结构设计及有限元分析

发布时间：2020-10-09 04:55

　　有效载荷是导弹摧毁、杀伤敌方目标的最终执行单元。为了有效摧毁、杀伤敌方目标,根据敌方目标的种类不同,导弹在发射前更换对应不同种类的有效载荷。现代化武器战争中,战场形势信息变化复杂,预备打击目标的种类多样。为了提升战场应变能力以及战斗反应速度,导弹发射的时效性尤为重要。而有效载荷的更换维护速度,是在战前技术准备中,提高导弹发射速度的关键。本文通过对有效载荷快速维护技术的讨论,针对有效载荷在对接过程中的实际需求,分析影响快速维护系统的相关工艺因素。通过综合相关文献及实际工程问题,建立数学描述模型,梳理出有效载荷快速连接支座的总体设计要求以及相关参数指标。以现有的有效载荷支座为研究对象,通过综合分析各种快速连接结构,克服现有对接过程中的技术难点,设计研发出一种新型有效载荷支座快速连接结构,并对其关键结构进行理论计算分析,使该支座可以完成将有效载荷从指定位置快速拆装的功能。建立新型有效载荷快速连接支座的三维模型,对其关键结构进行仿真分析和结构尺寸优化。根据有效载荷静力学典型工况,对整体结构进行静力学仿真验算。根据导弹工作整体振动环境,对新型有效载荷支座进行模态分析、谐响应分析和随机振动分析,得到了支座的在工作过程中的共振区间以及力学振动特性。分析结果表明,新型有效载荷快速连接支座能够在缩短有效载荷维护更换时间,同时支座整体结构满足在工作过程中的力学载荷工况,符合导弹发射过程中的振动环境要求。最终,本文不仅完成了有效载荷的快速连接设计及有限元分析,而且为有效载荷快速维护技术提供进一步的实验研究基础。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ760.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 紧固件连接方式现状
        1.2.2 结构锁连接方式现状
    1.3 课题主要研究内容
第2章有效载荷快速连接环境分析
    2.1 有效载荷快速维护技术
    2.2 有效载荷部署平台
        2.2.1 水平部署方式和竖直部署方式
        2.2.2 快速维护系统辅助工装设备
    2.3 有效载荷快速更换作业装配路径设计
        2.3.1 竖直部署方式装配路径设计
        2.3.2 水平部署方式装配路径设计
    2.4 有效载荷快速维护结构设计参数提取
        2.4.1 载荷支座安装环境及尺寸边界
        2.4.2 结构静力学载荷工况提取
        2.4.3 附加设计指标
    2.5 设计优化原则
    2.6 本章小结
第3章有效载荷支座快速连接结构设计
    3.1 螺栓连接形式支座维护难点
    3.2 结构承载区域划分
    3.3 有效载荷分体结构设计
        3.3.1 斜楔过盈面设计
        3.3.2 快速装卸螺栓设计
    3.4 新型快速连接支座整体结构小结
    3.5 理论装配时间计算分析
    3.6 本章小结
第4章快速连接支座有限元分析及优化
    4.1 引言
    4.2 材料的选取
    4.3 静力学分析理论
    4.4 静力学仿真分析
        4.4.1 输入条件
        4.4.2 约束条件
        4.4.3 分析结果
    4.5 滑槽部分结构尺寸优化
        4.5.1 参数化设计及多目标优化理论
        4.5.2 Creo与Workbench联合仿真优化
        4.5.3 优化约束条件加载
        4.5.4 优化结果数据分析
    4.6 有效载荷支座振动特性分析
    4.7 振动特性分析理论
    4.8 振动特性分析
        4.8.1 输入条件
        4.8.2 约束条件
    4.9 模态分析
    4.10 谐响应分析
    4.11 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢

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