智能子弹药声阵列展开机构设计与优化仿真

发布时间：2022-12-25 10:22

　　BAT智能子弹药依靠声信号来探测目标位置,由于声阵列展开后的空间体积比较庞大,为了使子弹药的体积减小,设计一种声阵列展开机构使弹药在储存时或装载到抛撒舱时声阵列处于闭合状态,在抛撒后能够自行张开到达工作位置,并在设计出展开机构的基础上,对机构进行基于可靠度的优化仿真。 本文提出3种声阵列展开机构设计方案,并对方案进行可行性评估,选出最优的设计方案进行详细设计,同时提出4种声阵列展开机构的驱动方案,对展开机构内部连杆进行优化设计,计算最佳的连杆长度与截面尺寸。利用刚体动力学分析软件对机构进行动力学分析。建立声阵列展开机构的可靠性模型,对单元进行基于遗传算法的可靠性分配,计算系统的整体可靠度,并对关键部件形状尺寸进行基于蒙特卡罗法的可靠性优化设计。详细分析了初期设计阶段展开机构的失效模式和影响分析,建立系统的故障树并进行基于故障树的机构可靠性分析。建立机构的可靠性框图,对机构进行基于可靠性框图的数字仿真,对单元的寿命分布进行参数估计,预测在储存期限内声阵列展开机构能够正常展开的可靠度。 通过以上研究方法,本文计算出了最佳的连杆尺寸与强度,设计出来最优的驱动方案使声阵列展开过程中... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 展开机构研究技术发展现状
    1.3 论文研究的目的和意义
    1.4 论文主要研究内容
2 声阵列展开机构的原理及设计
    2.1 概述
    2.2 声阵列定位算法
    2.3 声阵列展开机构的设计方案
        2.3.1 三种展开机构设计方案
        2.3.2 展开机构设计方案评估与选择
        2.3.3 驱动器设计方案
        2.3.4 驱动器设计方案比较
    2.4 声阵列展开机构设计
        2.4.1 设计要求及原理
        2.4.2 气动外形设计要求
        2.4.3 声阵列弹翼滚动力矩
        2.4.4 详细设计
        2.4.5 受力分析
        2.4.6 直线伺服电机的选择
    2.5 连杆优化设计
    2.6 本章小结
3 基于SimMechanics的声阵列展开机构仿真
    3.1 概述
    3.2 声阵列展开机构几何建模
    3.3 声阵列展开机构运动仿真
    3.4 仿真结果分析
    3.5 本章小结
4 声阵列展开机构可靠性设计
    4.1 概述
    4.2 声阵列展开机构可靠性建模
    4.3 声阵列展开机构的系统可靠度
    4.4 基于遗传算法的系统的可靠度最优分配
    4.5 基于可靠性的连杆机构优化设计
        4.5.1 可靠性优化设计理论与方法
        4.5.2 蒙特卡洛法在可靠性优化设计中的应用
        4.5.3 连杆机构多目标优化设计
    4.6 本章小结
5 声阵列展开机构可靠性仿真分析
    5.1 概述
    5.2 声阵列展开机构失效模式及影响分析
    5.3 声阵列展开机构的故障树分析
    5.4 基于RBD的可靠性数字仿真
        5.4.1 声阵列展开机构储存可靠性预计方法
        5.4.2 寿命分布中参数的估计
        5.4.3 仿真过程与结果分析
    5.5 本章小结
6 结束语
    6.1 本文完成的主要研究内容
    6.2 尚待进一步研究的内容
致谢
参考文献
附录



本文编号：3726431