机载悬挂武器弹射装置动力学仿真与优化
发布时间：2024-11-30 22:11
机载弹射装置是将悬挂武器准确可靠地弹射离机的复杂武器系统关重件。本文以机载悬挂武器弹射装置作为研究对象,综合运用内弹道学、气体动力学、有限元与优化设计等现代设计理论与方法,对机载悬挂武器弹射装置展开深入的系统研究。建立了以抛放弹高压燃气作为弹射动力源的弹射装置通用数学模型。该模型能够较好地反映抛放弹弹射装置的弹射性能,为抛放弹弹射装置的弹射性能研究提供了有效的理论分析工具。通过仿真计算,取得了一系列有典型代表性的运动曲线,并分析获得了抛放弹弹簧阀门控制式降峰压弹射装置五个主要结构参数对其工作性能的影响规律,为该种抛放弹弹射装置的性能改进提供了理论依据。建立了考虑电磁阀内气体流动的高压氮气弹射装置准一维非定常流数学模型。该模型能够较好地反映高压氮气弹射装置的弹射性能,理论计算结果与实验结果基本相符,为高压氮气弹射装置的弹射性能研究提供了有效的理论分析工具。通过编程计算,获得了基于电磁阀控制下高压氮气弹射装置主要结构参数对其工作性能的影响规律,为高压氮气弹射装置的性能改进提供了理论依据。考虑到弹射筒活塞腔内气体流动的复杂性,建立了导气管和弹射筒活塞腔内流场的无粘、可压缩气体的两维轴对称非定常...
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.2.3 发展趋势
1.3 本文研究工作的主要内容
2 弹射装置数学建模
2.1 弹射装置设计方案分析
2.2 弹射系统动力源方案研究
2.2.1 以抛放弹燃气作为弹射动力源
2.2.2 以高压氮气作为弹射动力源
2.3 弹射装置数学建模问题研究
2.3.1 抛放弹弹射装置通用数学模型
2.3.2 高压氮气弹射装置数学模型
2.3.3 两维轴对称非定常流模型
2.4 本章小结
3 弹射装置数学模型数值计算方法
3.1 Godunov方法基本思路
3.2 Godunov差分格式及间断分解
3.2.1 准一维和两维轴对称非定常流模型的Godunov差分格式
3.2.2 准一维和两维轴对称非定常流模型的Godunov格式间断分解
3.2.3 P、Q、E、U、V的确定
3.3 初始条件与边界条件
3.3.1 初始条件
3.3.2 边界条件
3.4 稳定性和精度
3.5 本章小结
4 弹射装置数学模型仿真计算分析
4.1 未安装降峰压装置的抛放弹弹射装置仿真计算
4.1.1 悬挂物对称弹射时的仿真计算
4.1.2 悬挂物非对称弹射时的仿真计算
4.2 弹簧阀门控制式降峰压弹射装置的仿真计算
4.2.1 悬挂物对称弹射时的仿真计算
4.2.2 悬挂物非对称弹射时的仿真计算
4.2.3 降峰压装置结构参数的影响规律分析
4.3 组合式氮气弹射装置仿真与结构参数影响规律分析
4.3.1 组合式氮气弹射装置仿真计算
4.3.2 组合式氮气弹射装置结构参数影响规律分析
4.4 氮气弹射装置电磁阀结构参数影响规律分析
4.5 二维轴对称非定常流数学模型的仿真计算
4.6 本章小结
5 弹射装置优化设计方法研究
5.1 正交设计优化与N元M次正交多项式数值拟合
5.1.1 正交设计优化方法
5.1.2 N元M次正交多项式数值拟合方法
5.2 抛放弹弹射装置优化设计
5.2.1 抛放弹弹射装置正交设计
5.2.2 抛放弹弹射装置N元M次正交多项式数值拟合
5.3 高压氮气弹射装置优化设计
5.3.1 高压氮气弹射装置正交设计
5.3.2 高压氮气弹射装置N元M次正交多项式数值拟合
5.4 本章小结
6 旋转弹射整体通用挂架数学建模和结构强度分析
6.1 机载旋转弹射整体通用挂架数学模型
6.2 机载旋转弹射整体通用挂架仿真计算
6.3 旋转弹射整体通用挂架主接头结构强度分析
6.3.1 主接头原设计方案
6.3.2 主接头改进方案一
6.3.3 主接头改进方案二
6.4 旋转弹射整体通用挂架箱体结构强度分析
6.4.1 旋转弹射整体通用挂架箱体原方案
6.4.2 整体通用挂架箱体改进方案一强度分析
6.4.3 整体通用挂架箱体改进方案二强度分析
6.5 本章小结
7 全文工作总结和展望
7.1 研究工作总结
7.2 论文主要创新点
7.3 研究工作展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4013089
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.2.3 发展趋势
1.3 本文研究工作的主要内容
2 弹射装置数学建模
2.1 弹射装置设计方案分析
2.2 弹射系统动力源方案研究
2.2.1 以抛放弹燃气作为弹射动力源
2.2.2 以高压氮气作为弹射动力源
2.3 弹射装置数学建模问题研究
2.3.1 抛放弹弹射装置通用数学模型
2.3.2 高压氮气弹射装置数学模型
2.3.3 两维轴对称非定常流模型
2.4 本章小结
3 弹射装置数学模型数值计算方法
3.1 Godunov方法基本思路
3.2 Godunov差分格式及间断分解
3.2.1 准一维和两维轴对称非定常流模型的Godunov差分格式
3.2.2 准一维和两维轴对称非定常流模型的Godunov格式间断分解
3.2.3 P、Q、E、U、V的确定
3.3 初始条件与边界条件
3.3.1 初始条件
3.3.2 边界条件
3.4 稳定性和精度
3.5 本章小结
4 弹射装置数学模型仿真计算分析
4.1 未安装降峰压装置的抛放弹弹射装置仿真计算
4.1.1 悬挂物对称弹射时的仿真计算
4.1.2 悬挂物非对称弹射时的仿真计算
4.2 弹簧阀门控制式降峰压弹射装置的仿真计算
4.2.1 悬挂物对称弹射时的仿真计算
4.2.2 悬挂物非对称弹射时的仿真计算
4.2.3 降峰压装置结构参数的影响规律分析
4.3 组合式氮气弹射装置仿真与结构参数影响规律分析
4.3.1 组合式氮气弹射装置仿真计算
4.3.2 组合式氮气弹射装置结构参数影响规律分析
4.4 氮气弹射装置电磁阀结构参数影响规律分析
4.5 二维轴对称非定常流数学模型的仿真计算
4.6 本章小结
5 弹射装置优化设计方法研究
5.1 正交设计优化与N元M次正交多项式数值拟合
5.1.1 正交设计优化方法
5.1.2 N元M次正交多项式数值拟合方法
5.2 抛放弹弹射装置优化设计
5.2.1 抛放弹弹射装置正交设计
5.2.2 抛放弹弹射装置N元M次正交多项式数值拟合
5.3 高压氮气弹射装置优化设计
5.3.1 高压氮气弹射装置正交设计
5.3.2 高压氮气弹射装置N元M次正交多项式数值拟合
5.4 本章小结
6 旋转弹射整体通用挂架数学建模和结构强度分析
6.1 机载旋转弹射整体通用挂架数学模型
6.2 机载旋转弹射整体通用挂架仿真计算
6.3 旋转弹射整体通用挂架主接头结构强度分析
6.3.1 主接头原设计方案
6.3.2 主接头改进方案一
6.3.3 主接头改进方案二
6.4 旋转弹射整体通用挂架箱体结构强度分析
6.4.1 旋转弹射整体通用挂架箱体原方案
6.4.2 整体通用挂架箱体改进方案一强度分析
6.4.3 整体通用挂架箱体改进方案二强度分析
6.5 本章小结
7 全文工作总结和展望
7.1 研究工作总结
7.2 论文主要创新点
7.3 研究工作展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4013089
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