车载武器系统重装空投着陆缓冲特性研究
发布时间：2021-08-01 07:05
着陆缓冲技术是重装空投的关键技术之一。通常重装空投中货台会以一个较大的速度着陆,着陆过程中必须采取一定的缓冲措施来保证着陆的安全和平稳,最主要的缓冲手段是气囊缓冲技术。本文以某国防预研课题为背景,基于有限元方法、流固耦合理论、弹塑性动力学,接触力学、刚体运动学及结构优化设计等理论,从气囊缓冲技术的研究入手,对重装空投着陆缓冲中的各项关键技术进行了深入的探讨,主要研究内容如下：（1）考虑到气囊缓冲技术在重装空投中的重要性,首先对气囊的缓冲过程进行研究分析。基于均压方程,利用控制体积法和有限元法相结合的方法,建立气囊缓冲的有限元模型,利用LS-DYNA瞬态有限元分析软件进行气囊的缓冲特性研究,得出其缓冲特性。（2）针对重装空投中载荷高、冲击大的特点,对车载武器系统的底盘进行强度分析。综合考虑了重装空投系统悬架、轮胎、气囊的缓冲效应,建立某重装空系统投着陆缓冲的动力学模型,以货台的位移为激励,计算出悬架在该激励下的响应,并通过分析悬架行程估算出悬架强度是否满足要求。在此基础上基于控制体积法和有限元法,建立了空投缓冲系统的仿真模型,综合考虑了气囊、悬架及可压缩结构的缓冲效应,据此分析了缓冲系统...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 重装空投着陆方式概述
1.2.2 气囊的发展变迁
1.2.3 气囊缓冲仿真算法
1.2.4 可压缩缓冲材料的发展
1.2.5 结构优化设计
1.2.6 动态接触问题
1.3 本文主要研究内容和章节安排
2 气囊缓冲特性综合分析
2.1 引言
2.2 理论方法与技术途径
2.2.1 控制体积法介绍
2.2.2 LS-DYNA中气囊模型的处理
2.2.3 过载
2.3 气囊缓冲特性分析
2.3.1 引言
2.3.2 气囊的有限元模型
2.3.3 仿真计算
2.3.4 缓冲特性分析
2.4 气囊各参数对缓冲特性的影响
2.4.1 排气口大小影响
2.4.2 排气口泄气压力的影响
2.4.3 气囊初始压力的影响
2.5 本章小结
3 某车载武器系统重装空投底盘强度校核
3.1 引言
3.2 理论方法与技术途径
3.2.1 结构有限元概述
3.2.2 UG的同步建模技术
3.2.3 Hypermesh简介
3.2.4 Ls-dyna简介
3.3 悬架强度校核
3.3.1 悬架强度估算方法
3.3.2 缓冲系统动力学模型建立
3.3.3 悬架强度估算
3.4 车架强度校核
3.4.1 引言
3.4.2 可压缩结构为泡沫铝时的强度校核
3.4.3 可压缩结构为木材时的强度校核
3.5 本章小结
4 着陆缓冲稳定性分析
4.1 引言
4.2 气囊缓冲计算
4.2.1 货台无水平速度时的缓冲特性
4.2.2 解析法和CV算法的对比
4.2.3 货台有水平速度时运动分析
4.3 货台与地面的接触碰撞计算
4.3.1 引言
4.3.2 接触状态描述
4.3.3 碰撞计算
4.4 算例分析
4.4.1 气囊缓冲计算
4.4.2 压缩过程计算
4.4.3 恢复过程计算
4.4.4 稳定性分析
4.5 本章小结
5 缓冲气囊的参数优化设计
5.1 引言
5.2 主要理论与方法
5.2.1 多目标优化的基本问题
5.2.2 多目标优化解决方法
5.2.3 多学科优化软件mode-FRONTIER简介
5.3 气囊优化模型的建立
5.3.1 设计变量的确定及取值范围
5.3.2 目标函数的确定
5.3.3 优化数学模型的建立
5.3.4 有限元模型的简化
5.3.5 优化算法及DOE方法选择
5.3.6 优化流程及参数设置
5.4 优化结果分析
5.4.1 优化结果分析
5.4.2 优化参数选取
5.4.3 优化后缓冲性能分析
5.5 本章小结
6 全文工作总结
6.1 本文主要工作和结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]几何加权法求解多目标规划问题[J]. 乔辰,张国立. 华北电力大学学报(自然科学版). 2011(06)
[2]基于LS-DYNA的火炮空投着陆过程仿真[J]. 徐保成,崔青春,曾志银,鲁玉祥. 火炮发射与控制学报. 2011(02)
[3]火星探测器气囊缓冲系统着陆过程仿真[J]. 戴华杰,胡振东,咸奎成,彭福军. 力学季刊. 2010(04)
[4]泡沫铝主要性能特征研究及工业应用[J]. 孟庆瑞,胡治流. 有色金属加工. 2010(05)
[5]气囊充气过程流固耦合数值模拟[J]. 余莉,程涵,刘雄. 南京航空航天大学学报. 2010(04)
[6]空降车-气囊系统着地缓冲过程仿真分析[J]. 洪煌杰,王红岩,郝贵祥. 装甲兵工程学院学报. 2010(04)
[7]空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究[J]. 李建阳,王红岩,郝贵祥. 装甲兵工程学院学报. 2010(03)
[8]考虑织布弹性的软着陆气囊缓冲特性研究[J]. 温金鹏,李斌,谭德伟,陈帅,杨智春. 振动与冲击. 2010(02)
[9]冲击载荷作用下泡沫铝材料模型的参数研究[J]. 朱江辉,王志华,王富生,王安强,岳珠峰. 强度与环境. 2008(05)
[10]折叠气囊展开过程CV和ALE数值模拟方法对比研究[J]. 代小芳,宗智,王喜军,聂春,藤井睦雄,金清政治. 汽车工程. 2008(08)
博士论文
[1]某战车炮自动机关键技术研究[D]. 赵瑞学.南京理工大学 2011
硕士论文
[1]全船结构静动态多目标优化设计研究[D]. 周素素.上海交通大学 2013
[2]半可燃药筒火炮密封结构多目标优化设计[D]. 付强.南京理工大学 2012
[3]基于Hypermesh的某中型货车车架仿真分析与改进设计[D]. 葛彦竹.吉林大学 2010
[4]着陆缓冲气囊缓冲过程数值模拟和优化设计研究[D]. 乐永祥.湖南大学 2010
[5]无人机回收气囊减震性能的有限元研究[D]. 方康寿.浙江大学 2008
[6]汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究[D]. 何文.湖南大学 2002
本文编号：3315037
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 重装空投着陆方式概述
1.2.2 气囊的发展变迁
1.2.3 气囊缓冲仿真算法
1.2.4 可压缩缓冲材料的发展
1.2.5 结构优化设计
1.2.6 动态接触问题
1.3 本文主要研究内容和章节安排
2 气囊缓冲特性综合分析
2.1 引言
2.2 理论方法与技术途径
2.2.1 控制体积法介绍
2.2.2 LS-DYNA中气囊模型的处理
2.2.3 过载
2.3 气囊缓冲特性分析
2.3.1 引言
2.3.2 气囊的有限元模型
2.3.3 仿真计算
2.3.4 缓冲特性分析
2.4 气囊各参数对缓冲特性的影响
2.4.1 排气口大小影响
2.4.2 排气口泄气压力的影响
2.4.3 气囊初始压力的影响
2.5 本章小结
3 某车载武器系统重装空投底盘强度校核
3.1 引言
3.2 理论方法与技术途径
3.2.1 结构有限元概述
3.2.2 UG的同步建模技术
3.2.3 Hypermesh简介
3.2.4 Ls-dyna简介
3.3 悬架强度校核
3.3.1 悬架强度估算方法
3.3.2 缓冲系统动力学模型建立
3.3.3 悬架强度估算
3.4 车架强度校核
3.4.1 引言
3.4.2 可压缩结构为泡沫铝时的强度校核
3.4.3 可压缩结构为木材时的强度校核
3.5 本章小结
4 着陆缓冲稳定性分析
4.1 引言
4.2 气囊缓冲计算
4.2.1 货台无水平速度时的缓冲特性
4.2.2 解析法和CV算法的对比
4.2.3 货台有水平速度时运动分析
4.3 货台与地面的接触碰撞计算
4.3.1 引言
4.3.2 接触状态描述
4.3.3 碰撞计算
4.4 算例分析
4.4.1 气囊缓冲计算
4.4.2 压缩过程计算
4.4.3 恢复过程计算
4.4.4 稳定性分析
4.5 本章小结
5 缓冲气囊的参数优化设计
5.1 引言
5.2 主要理论与方法
5.2.1 多目标优化的基本问题
5.2.2 多目标优化解决方法
5.2.3 多学科优化软件mode-FRONTIER简介
5.3 气囊优化模型的建立
5.3.1 设计变量的确定及取值范围
5.3.2 目标函数的确定
5.3.3 优化数学模型的建立
5.3.4 有限元模型的简化
5.3.5 优化算法及DOE方法选择
5.3.6 优化流程及参数设置
5.4 优化结果分析
5.4.1 优化结果分析
5.4.2 优化参数选取
5.4.3 优化后缓冲性能分析
5.5 本章小结
6 全文工作总结
6.1 本文主要工作和结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]几何加权法求解多目标规划问题[J]. 乔辰,张国立. 华北电力大学学报(自然科学版). 2011(06)
[2]基于LS-DYNA的火炮空投着陆过程仿真[J]. 徐保成,崔青春,曾志银,鲁玉祥. 火炮发射与控制学报. 2011(02)
[3]火星探测器气囊缓冲系统着陆过程仿真[J]. 戴华杰,胡振东,咸奎成,彭福军. 力学季刊. 2010(04)
[4]泡沫铝主要性能特征研究及工业应用[J]. 孟庆瑞,胡治流. 有色金属加工. 2010(05)
[5]气囊充气过程流固耦合数值模拟[J]. 余莉,程涵,刘雄. 南京航空航天大学学报. 2010(04)
[6]空降车-气囊系统着地缓冲过程仿真分析[J]. 洪煌杰,王红岩,郝贵祥. 装甲兵工程学院学报. 2010(04)
[7]空降车着陆缓冲过程车体动态应力仿真研究[J]. 李建阳,王红岩,郝贵祥. 装甲兵工程学院学报. 2010(03)
[8]考虑织布弹性的软着陆气囊缓冲特性研究[J]. 温金鹏,李斌,谭德伟,陈帅,杨智春. 振动与冲击. 2010(02)
[9]冲击载荷作用下泡沫铝材料模型的参数研究[J]. 朱江辉,王志华,王富生,王安强,岳珠峰. 强度与环境. 2008(05)
[10]折叠气囊展开过程CV和ALE数值模拟方法对比研究[J]. 代小芳,宗智,王喜军,聂春,藤井睦雄,金清政治. 汽车工程. 2008(08)
博士论文
[1]某战车炮自动机关键技术研究[D]. 赵瑞学.南京理工大学 2011
硕士论文
[1]全船结构静动态多目标优化设计研究[D]. 周素素.上海交通大学 2013
[2]半可燃药筒火炮密封结构多目标优化设计[D]. 付强.南京理工大学 2012
[3]基于Hypermesh的某中型货车车架仿真分析与改进设计[D]. 葛彦竹.吉林大学 2010
[4]着陆缓冲气囊缓冲过程数值模拟和优化设计研究[D]. 乐永祥.湖南大学 2010
[5]无人机回收气囊减震性能的有限元研究[D]. 方康寿.浙江大学 2008
[6]汽车安全气囊工作过程计算机仿真理论与试验验证技术研究[D]. 何文.湖南大学 2002
本文编号：3315037
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