舰载机拦阻装置刚柔耦合系统建模及动态特性研究

发布时间：2021-05-07 19:19

　　飞机拦阻系统是航空母舰上重要的辅助设备之一，是确保飞机安全着舰的关键设备。飞机在航空母舰上降落时，从飞机尾钩挂索到完全停止在甲板上仅需要3-4秒，拦阻系统在极短暂的时间内将飞机巨大的动能完全吸收并转化成热能释放掉。因此，拦阻系统的工作状态将直接影响到飞机着舰时的拦停距离、过载和拦阻索承受的拦阻力等与拦阻效果相关的性能指标。目前，国外对拦阻系统的研究主要采用理论分析和实验数据对比的方法，已形成相对成熟的研究体系，但可供查询的资料极少；国内对拦阻系统的研究，已进入工程应用阶段，但由于目前该系统投入使用的时间较短，而拦阻系统结构的复杂性和工作过程的特殊性，实体机的数据采样过程较为困难，这就需要在研究其工作特性之前掌握其基本性能。目前对飞机拦阻系统动态特性的研究一般采用理论分析的方法，没有考虑钢索（包括拦阻索和传动索）的弹性性能、拦阻索与拦阻机构的耦合作用对拦阻系统动态特性的影响，从而导致拦阻系统的许多重要特性无法得到较准确的定量分析，以致其动态特性与实际存在较大差距。多体系统动力学为解决这种多维、时变、高度非线性的复杂动力学问题提供了一种有效的理论分析方法，因此，开展对飞机拦阻刚柔耦合系统动... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 国内外拦阻装置的发展
    1.3 舰载机拦阻装置相关研究综述
        1.3.1 舰载机的着舰过程
        1.3.2 舰载机拦阻装置的发展历史
        1.3.3 未来拦阻装置的发展
        1.3.4 舰载机拦阻系统的国内外研究现状
    1.4 刚柔耦合动力学研究现状
        1.4.1 柔性多体系统建模方法
        1.4.2 柔性多体系统的接触/碰撞问题
    1.5 论文的主要研究内容
第2章 刚柔耦合系统动力学建模理论研究
    2.1 引言
    2.2 柔性多体系统运动学模型
    2.3 约束及约束方程
        2.3.1 刚体运动学
        2.3.2 约束方程的一般形式
        2.3.3 点约束和矢量约束方程
    2.4 柔性多体系统的动力学研究
    2.5 含接触约束的柔性多体系统动力学方程
    2.6 本章小结
第3章 弹性钢索的碰撞动力学建模
    3.1 引言
    3.2 柔性钢索的动力学分析
        3.2.1 钢索的运动描述
        3.2.2 钢索的变形描述
        3.2.3 柔性钢索的运动描述
        3.2.4 动力学方程
    3.3 钢索的接触/碰撞建模
    3.4 钢索-滑轮机构的刚柔耦合动力学方程
    3.5 本章小结
第4章 拦阻装置动力学建模及仿真分析
    4.1 引言
    4.2 舰载机拦阻系统的总体设计
    4.3 主吸能装置动态特性研究
        4.3.1 定长冲跑系统建模
        4.3.2 主液压缸建模
        4.3.3 重量选择器对拦阻状态的影响
        4.3.4 变参数条件下拦阻系统的动态特性
    4.4 甲板滑轮缓冲装置动态特性分析
        4.4.1 甲板滑轮缓冲装置建模
        4.4.2 甲板缓冲装置的动力学特性
    4.5 尾端缓冲装置的动态特性
        4.5.1 尾端缓冲装置建模
        4.5.2 尾端缓冲装置的动力学研究
    4.6 动/定滑轮组的接触/碰撞建模
        4.6.1 基本假设
        4.6.2 接触模型
        4.6.3 支撑轴的铰约束
        4.6.4 钢索-滑轮的接触碰撞模型
        4.6.5 滑轮组系的动力学分析
        4.6.6 滑轮转速分析
    4.7 拦阻装置的整体模型开发
    4.8 本章小结
第5章 飞机拦阻系统动态特性研究
    5.1 引言
    5.2 拦阻索动力学分析
        5.2.1 应力波在拦阻索中的传播
        5.2.2 应力波模型假设
        5.2.3 拦阻索在甲板滑轮处的冲击
        5.2.4 拦阻索动力学分析
    5.3 舰载机拦阻系统纠偏能力
        5.3.1 飞机撞偏状态下数学模型
        5.3.2 飞机偏航挂索动力学行为分析
        5.3.3 飞机偏心挂索动力学行为分析
    5.4 舰载机拦阻系统动态特性的综合评价
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]阻拦系统动力学建模与仿真[J]. 朱齐丹,闻子侠,张智.  航空学报. 2012(03)
[2]柔性多体系统接触/碰撞动力学的若干关键问题[J]. 韩石磊,洪嘉振.  力学与实践. 2011(02)
[3]刚柔混合非线性转子系统的动态应力可靠性及可靠性灵敏度研究[J]. 张义民,朱丽莎,唐乐,卢昊.  机械工程学报. 2011(02)
[4]基于有限单元法的多间隙耦合齿轮传动系统非线性动态特性分析[J]. 陈小安,缪莹赟,杨为,康辉民.  振动与冲击. 2010(02)
[5]航空母舰液压拦阻系统拦阻力建模与仿真[J]. 张明晖,袁理,洪冠新.  北京航空航天大学学报. 2010(01)
[6]飞机着舰拦阻动力学分析[J]. 孙晓羽,王振清,吕红庆,王永军.  哈尔滨工程大学学报. 2010(01)
[7]飞机拦阻钩碰撞动力学和拦阻钩纵向阻尼器性能[J]. 柳刚,聂宏.  航空学报. 2009(11)
[8]钢丝绳碰撞动力学模型[J]. 方子帆,吴建华,何孔德,张明松.  工程力学. 2009(10)
[9]拦阻钩初次碰撞道面反弹动力学[J]. 柳刚,聂宏.  航空学报. 2009(09)
[10]中心刚体-柔性梁耦合系统离散模型的研究[J]. 覃晓英,洪嘉振.  计算力学学报. 2009(03)

博士论文
[1]铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究[D]. 闫胜昝.浙江大学 2008
[2]组合弹性结构振动问题的有限元分析[D]. 赖军将.上海交通大学 2008
[3]飞机拦阻系统分析与控制研究[D]. 吴娟.西北工业大学 2003



本文编号：3173923