复杂结构的冲击动力学分析与仿真

  本文关键词：冲击动力学　　

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冲击是工程实际中广泛存在的现象,冲击过程是一种复杂的动态响应过程,具有特殊的动力学特性,对冲击现象进行分析和研究具有重要的理论和工程意义。将冲击动力学和有限元分析方法相结合进行数值仿真模拟是解决复杂结构的冲击动力学问题很有效的方法。本论文针对复杂结构冲击动力学问题,在以下方面进行了研究: 对冲击动力学的基础理论进行了较系统的归纳,得到对冲击动力学问题的一般分析方法及求解过程,为数值仿真模拟打下理论基础。将冲击动力学的基本方程和有限元分析相结合,建立复杂结构在冲击载荷作用下的分析方法。 以圆柱形薄壳体为对象进行跌落冲击实验和有限元仿真模拟,利用实验结果修正有限元模型,使修正后的仿真数据与实验结果有很好的一致性,达到虚实混合仿真的目的。同时验证了仿真模拟分析的可行性。 以一复杂结构——军用飞机救生弹射座椅为分析对象,建立有限元模型进行座椅结构冲击动力学仿真研究。通过对座椅简单模型和复杂模型的不同冲击工况、不同摔机方向和不同阻尼值的仿真模拟,分析了弹射座椅的响应规律和可能的失效形式,从中发现结构设计上的薄弱环节,综合这些分析结果在设计阶段来改进或优化设计。这一仿真方法对同类复杂结构的冲击动力学研究具有重要的参考价值。 最后从结构冲击动力学的仿真研究中总结出冲击的一般规律及阻尼对冲击响应的影响。在复杂冲击中,阻尼能够消耗能量,并且降低响应峰值,减缓冲击效应。