具有刚-柔-液-控耦合的航天器动力学研究进展 被引量：19

1

作者 岳宝增 宋晓娟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期163-173,共11页

从现代复杂航天器姿态非线性动力学、液体燃料晃动动力学与控制问题、航天器刚–柔耦合系统动力学建模问题、航天器刚–液耦合动力学、航天器刚–柔–液–控耦合动力学、充液航天器实验问题等方面概述了近年来国内外在充液航天器多体耦... 从现代复杂航天器姿态非线性动力学、液体燃料晃动动力学与控制问题、航天器刚–柔耦合系统动力学建模问题、航天器刚–液耦合动力学、航天器刚–柔–液–控耦合动力学、充液航天器实验问题等方面概述了近年来国内外在充液航天器多体耦合动力学相关领域的最新研究进展.分别从液体燃料晃动动力学建模问题、航天器刚–柔–液–控耦合系统非线性理论和方法、计算机数值仿真及物理实验问题等方面展望了有待进一步加强的研究课题. 展开更多

关键词 充液航天器 姿态动力学 刚-柔-液-控耦合系统 非线性动力学及控制

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带多充液圆柱贮箱航天器刚-液耦合动力学研究 被引量：10

2

作者 吴文军 岳宝增 黄华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期648-660,共13页

文中以在低重环境下带多充液圆柱贮箱刚性航天器中刚-液耦合方程的建立和求解为主要研究目的。推导航天器中充液圆柱贮箱内任意点的牵连运动方程,根据壁面边界条件给出了贮箱内液体牵连晃动势的表达式;利用第二类边界条件下的傅立叶-贝... 文中以在低重环境下带多充液圆柱贮箱刚性航天器中刚-液耦合方程的建立和求解为主要研究目的。推导航天器中充液圆柱贮箱内任意点的牵连运动方程,根据壁面边界条件给出了贮箱内液体牵连晃动势的表达式;利用第二类边界条件下的傅立叶-贝塞尔级数展开法对低重力环境下的弯曲自由液面处的复杂动力学边界条件进行处理,建立以液体相对晃动势的模态坐标和晃动波高的模态坐标为状态向量的液体耦合晃动力学方程,通过积分分别得到了耦合晃动力和耦合晃动力矩的解析式;运用准坐标系下的拉格朗日方程建立以航天器主刚体姿态坐标和轨道坐标为状态向量的刚体耦合运动动力学方程,进一步联立上述耦合方程得到航天器整体系统的刚-液耦合动力学状态方程;最后,编制出适用于带多充液圆柱贮箱航天器内刚-液耦合动力学计算的模块化计算程序,通过计算实例验证所编程序的准确性的同时,研究了携带多充液箱航天器系统贮箱布局、外激励方式对航天器刚-液耦合系统动力学特性的影响。 展开更多

关键词 低重力环境 多充液圆柱贮箱 刚-液耦合动力学 傅立叶-贝塞尔级数 模态坐标法

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基于OpenFOAM的充液航天器刚-液耦合仿真

3

作者 宋志军 陈宗宇 +1 位作者 吕敬 王天舒 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1789-1798,共10页

针对航天器姿态控制系统的设计需要,利用开源软件OpenFOAM搭建用于充液航天器刚-液耦合计算的仿真软件。在动边界问题中,推导出非惯性系下的N-S方程,避免了传统CFD软件中动网格法所带来的大量网格转换计算,提高软件计算效率。采用PIMPLE... 针对航天器姿态控制系统的设计需要,利用开源软件OpenFOAM搭建用于充液航天器刚-液耦合计算的仿真软件。在动边界问题中,推导出非惯性系下的N-S方程,避免了传统CFD软件中动网格法所带来的大量网格转换计算,提高软件计算效率。采用PIMPLE(pressure implicit with splitting of operators,semi-implicit method for pressure linked equations)算法搭建了晃动力求解模块,采用变步长龙格库塔法搭建了姿态运动模块,实现航天器的基于CFD方法的刚-液耦合仿真。利用该软件对相关算例进行了数值仿真,其结果与基于等效力学模型的刚-液耦合程序以及商业软件的计算结果吻合良好。 展开更多

关键词 OPENFOAM 软件开发 充液航天器 非惯性系N-S方程 刚-液耦合

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航天刚-弹-液耦合系统的弹-液耦合研究 被引量：1

4

作者 梁立孚 郭庆勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期243-251,共9页

航天刚-弹-液耦合动力学中的弹-液耦合问题是关系到航天刚-弹-液耦合系统液固耦合机理研究和大规模液固耦合建模计算研究的重要课题。通过分析刚-弹-液耦合动力学拟变分原理的泛函,说明刚-弹-液耦合中的刚-弹耦合、刚-液耦合和弹-液耦... 航天刚-弹-液耦合动力学中的弹-液耦合问题是关系到航天刚-弹-液耦合系统液固耦合机理研究和大规模液固耦合建模计算研究的重要课题。通过分析刚-弹-液耦合动力学拟变分原理的泛函,说明刚-弹-液耦合中的刚-弹耦合、刚-液耦合和弹-液耦合的特点。应用Lagrange乘子法,将无际边界条件纳入泛函中,通过识别Lagrange乘子,逐步说明弹-液耦合的机理。通过对泛函求驻值发现,无际边界条件由原来的先决条件转化为驻值条件,实现了从协调元到杂交元的过渡。通过分析泛函识别Lagrange乘子前后的驻值条件,明确了识别La-grange乘子可以有效地减少计算自由度。 展开更多

关键词 航天充液系统 刚-弹-液耦合动力学 弹-液耦合机理 液固耦合建模 无际边界条件

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充液系统刚-液耦合动力学功能型拟变分原理 被引量：3

5

作者 梁立孚 刘宗民 郭庆勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1514-1519,共6页

随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高,液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加,充液系统动力学成为理论界关注的课题.应用功能转换原理和能量守恒定律,通过耦合流体动力学功能型拟变分原理和刚体动力学... 随着火箭运载能力、卫星工作寿命和深空探测器任务复杂度的不断提高,液体推进剂占航天器总质量的比重也不断增加,充液系统动力学成为理论界关注的课题.应用功能转换原理和能量守恒定律,通过耦合流体动力学功能型拟变分原理和刚体动力学功能型拟变分原理,建立充液系统刚-液耦合动力学功能型拟变分原理.文中研究了航天器充液贮箱液固耦合机理,对建立液体大幅晃动等效力学模型提供理论支持. 展开更多

关键词 拟变分原理 流体动力学 刚体动力学 刚-液耦合动力学 充液系统

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纵向参数激励下平动刚-液耦合系统稳定性 被引量：1

6

作者 李青 王天舒 马兴瑞 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期529-534,共6页

纵向参数激励下液体晃动稳定性是航天器动力学中一个广受关注的问题,然而在以往的研究中没有考虑液体晃动与航天器运动之间的耦合作用对系统参数振动稳定性的影响.建立了用液体晃动等效单摆模型描述的纵向激励下平动刚-液耦合系统的Math... 纵向参数激励下液体晃动稳定性是航天器动力学中一个广受关注的问题,然而在以往的研究中没有考虑液体晃动与航天器运动之间的耦合作用对系统参数振动稳定性的影响.建立了用液体晃动等效单摆模型描述的纵向激励下平动刚-液耦合系统的Mathieu方程,采用摄动法确定了耦合系统1/2亚谐波振动和谐波振动的激励幅-频稳定性边界.研究发现,液体晃动与主刚体横向运动的耦合作用扩大了参数振动不稳定区,并使其向高频移动,影响的程度随等效晃动质量的减小而减小;液体晃动模态阻尼对1/2亚谐波振动不稳定区的缩小作用远弱于对谐波振动不稳定区的缩小作用.对耦合系统第1阶液体晃动模态1/2亚谐波振动响应的研究表明:当纵向激励参数在不稳定区内时,可能引起主刚体的纵横耦合振动现象. 展开更多

关键词 参数振动 稳定性 纵向激励 刚-液耦合 充液航天器

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刚-弹-液耦合动力学的功率型变分原理

7

作者 梁立孚 宋海燕 周平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1373-1378,共6页

针对航天器充液贮箱液固耦合机理和大规模液固耦合模型建模研究的不足,应用功能转换原理和能量守恒定律,建立刚-弹-液耦合动力学的功率型变分原理,推导刚-弹-液耦合动力学功率型变分原理的驻值条件,得到刚-弹-液耦合动力学的基本方程.... 针对航天器充液贮箱液固耦合机理和大规模液固耦合模型建模研究的不足,应用功能转换原理和能量守恒定律,建立刚-弹-液耦合动力学的功率型变分原理,推导刚-弹-液耦合动力学功率型变分原理的驻值条件,得到刚-弹-液耦合动力学的基本方程.通过正确处理无际边界条件,合理地解决了弹-液边界处的耦合问题. 展开更多

关键词 功率型变分原理 刚-弹-液耦合 耦合动力学 充液系统

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非保守非线性刚-弹-液-控耦合分析动力学及其应用研究

8

作者 李海波 刘世兴 +1 位作者 宋海燕 梁立孚 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期932-944,共13页

非保守非线性刚-弹-液-控耦合分析动力学是与航天动力学和多体动力学相关的重要研究课题之一,研究这一理论和应用课题具有重要理论意义和实际应用价值.本研究建立了非保守非线性两类变量的刚-弹-液-控耦合分析动力学的Hamilton型拟变分... 非保守非线性刚-弹-液-控耦合分析动力学是与航天动力学和多体动力学相关的重要研究课题之一,研究这一理论和应用课题具有重要理论意义和实际应用价值.本研究建立了非保守非线性两类变量的刚-弹-液-控耦合分析动力学的Hamilton型拟变分原理,并以该Hamilton型拟变分原理的泛函为依据,分析了刚-弹-液-控耦合中的刚-弹耦合、刚-液耦合与弹-液耦合、控-刚耦合的特点.借助于Lagrange-Hamilton体系,从Hamilton型拟变分原理出发推导出非保守非线性刚-弹-液-控耦合系统的Lagrange方程,并应用该Lagrange方程推导出系统的控制方程.进一步以该控制方程为依据,分析了刚-弹-液-控耦合中的刚-弹耦合、刚-液耦合与弹-液耦合、控-刚耦合的机理.从两个方面概要地研究了非保守非线性刚-弹-液-控耦合系统的Lagrange方程的应用:一方面,应用该Lagrange方程建立了相应的有限元计算模型,分析了这类计算模型的优越性;另一方面,应用系统的控制方程对实际问题进行解析的分析讨论,说明了应用解析的分析讨论来研究问题与应用数值的、定量的分析方法来研究问题的互补特性.最后,讨论了几个相关的问题. 展开更多

关键词 LAGRANGE方程 HAMILTON原理 非保守 非线性 刚-弹-液-控耦合

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刚-液-柔耦合结构湿模态试验与仿真分析 被引量：7

9

作者 蔡克伦 刘玉红 +2 位作者 朱亚强 黄成 张连洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期128-134,147,共8页

基于物理模型试验及有限元仿真实验的方法,研究了一种刚-液-柔固液耦合结构的模态特性。制作了实物物理模型,利用锤击法测量了该结构在三种不同充液水压下的湿模态固有频率特性及振型特征,发现该结构有很好的吸振作用。同时基于ANSYS Wo... 基于物理模型试验及有限元仿真实验的方法,研究了一种刚-液-柔固液耦合结构的模态特性。制作了实物物理模型,利用锤击法测量了该结构在三种不同充液水压下的湿模态固有频率特性及振型特征,发现该结构有很好的吸振作用。同时基于ANSYS Workbench软件平台,采用声固耦合算法对该结构进行了不同内外压力下湿模态的分析,研究了其固有频率与振型在不同内外压力下的变化情况。分析结果显示,对该结构进行模态分析时不可忽略流体的附加质量效应,内外压力的增大均会引起固有频率的降低。分析结果对相关结构的湿模态分析提供了参考。 展开更多

关键词 刚-液-柔耦合 湿模态 声固耦合 模态仿真

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挠性充液航天器复合自适应姿态机动控制 被引量：2

10

作者 宋晓娟 李雪松 +1 位作者 何晓东 吕书锋 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期11-20,共10页

主要研究了刚-挠-液耦合航天器的大角度姿态机动问题.将液体燃料的晃动等效为二阶的弹簧质量模型,挠性帆板假设为欧拉-伯努利梁,考虑外部未知干扰力矩、系统的状态变量不可见以及姿态机动引起的液体晃动及挠性体振动的抑制问题,结合模... 主要研究了刚-挠-液耦合航天器的大角度姿态机动问题.将液体燃料的晃动等效为二阶的弹簧质量模型,挠性帆板假设为欧拉-伯努利梁,考虑外部未知干扰力矩、系统的状态变量不可见以及姿态机动引起的液体晃动及挠性体振动的抑制问题,结合模糊控制和输入成型技术,设计了一种基于Lyapunov第二法的自适应输出反馈复合控制方法.其中模糊控制器用于动态优化复合控制器内的参数,增强其鲁棒性;多模态的输入成型前馈控制器用于抑制液体晃动和挠性附件振动的位移响应.数值模拟给出了各状态变量的时间历程图,仿真结果显示复合控制器在实现姿态跟踪误差渐近收敛的前提下明显地减小了液体晃动及挠性附件振动的位移响应,验证了本方法的有效性. 展开更多

关键词 刚-挠-液耦合航天器 动力学建模 自适应控制 模糊控制 输入成型

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考虑刚-液耦合的大幅晃动多体系统动力学建模与分析 被引量：6

11

作者 张诗琪 刘锦阳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期109-117,共9页

该研究考虑刚-液耦合,建立大幅晃动多体系统的动力学模型。基于光滑粒子群方法(SPH方法)建立了非惯性系下大幅晃动液体的运动方程,液体边界条件采用虚粒子法,保证边界处不可穿透,从而改进了液体自由表面的计算精度。为了解决传统的排斥... 该研究考虑刚-液耦合,建立大幅晃动多体系统的动力学模型。基于光滑粒子群方法(SPH方法)建立了非惯性系下大幅晃动液体的运动方程,液体边界条件采用虚粒子法,保证边界处不可穿透,从而改进了液体自由表面的计算精度。为了解决传统的排斥力法计算液体作用于刚体边界的晃动力和晃动力偶矩存在的精度不足问题,提出了一种新的计算晃动力和晃动力偶矩的方法,通过计算各粒子绝对加速度,得到粒子的达朗贝尔惯性力的主矢和对刚体质心的主矩,利用达朗贝尔原理计算得到向质心简化的晃动力和晃动力偶矩,建立了考虑刚-液耦合的充液刚体的动力学方程。在此基础上引入刚体之间的运动学约束关系,建立多体系统的动力学方程。通过液体晃动与制动液罐车两个算例,验证了建模方法的有效性。 展开更多

关键词 充液多体系统 大幅晃动 刚-液耦合

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刚 - 流 - 弹耦合系统动力方程及其动力边界条件的建立 被引量：4

12

作者 李铁成 王照林 +1 位作者 李俊峰 岳宝增 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期127-131,共5页

应用Ｊｏｕｒｄａｉｎ变分原理，建立了由刚体、两种互不相溶可压缩粘性流体以及弹性体组成系统的动力方程及其动力边界条件，完善和推广了Ｒｕｍｙｊａｎｔｓｅｖ［４，５］、Ｌｉｕ［６］的工作。

关键词 刚-流-弹耦合系统 可压缩粘性流体 航天器 应力 动力方程 动力边界条件

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充液挠性航天器俯仰运动1：1：1内共振动力学分析 被引量：2

13

作者 吕敬 李俊峰 +1 位作者 王天舒 岳宝增 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期804-812,共9页

采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,在刚体上加入控制项,详细分析了系统固有频率的精确解与近似解.应用多尺度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析,与数值解比较验证解析解的正确性.通... 采用已推导的俯仰运动矩形贮箱受控刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,在刚体上加入控制项,详细分析了系统固有频率的精确解与近似解.应用多尺度法对耦合系统1:1:1内共振进行解析分析,与数值解比较验证解析解的正确性.通过近似解析分析得到刚-液-弹之间的耦合作用机理:1)液深影响整个系统的软硬特性,当液体发生软硬特性转化时,处于液体原多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会减弱,且具有相同的特性转化趋势;处于液体新多值频率区域的刚体和弹性体幅频曲线分支峰值会增强,且具有相反的特性转化趋势.2)刚体和弹性体幅频曲线的峰值均在以受控刚体和弹性体为主的耦合系统固有频率处,以液体为主固有频率激励,刚体和弹性体振幅较小. 展开更多

关键词 刚-液-弹耦合 非线性动力学 固有频率 俯仰运动

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充液椭球形Cassini贮箱刚-液耦合晃动特性试验研究

14

作者 王志亮 周炳红 孙志斌 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第12期5312-5321,共10页

针对火箭发生刚-液耦合晃动时,箭体产生的横向偏移和姿态偏转现象难以在地面有效模拟的问题,设计并提出了一种基于六自由度平台的地面刚-液耦合晃动实验装置及方法,介绍了该装置的基本结构系统、刚-液耦合晃动实现方法及流程。在不同激... 针对火箭发生刚-液耦合晃动时,箭体产生的横向偏移和姿态偏转现象难以在地面有效模拟的问题,设计并提出了一种基于六自由度平台的地面刚-液耦合晃动实验装置及方法,介绍了该装置的基本结构系统、刚-液耦合晃动实现方法及流程。在不同激励频率和多组充液高度下,对无挡板贮箱的刚-液耦合晃动位移进行了试验研究,发现激励频率与刚-液耦合晃动位移之间满足三次多项式函数关系。此外,从液体晃动的被动控制角度出发,在相同工况下对比探究了薄膜浮板与环形挡板对液体晃动的抑制效果,并对两种挡板结构下的晃动位移差异进行了解释分析。实验结果表明:薄膜浮板在不同充液高度下的“频率-位移”曲线趋势基本一致;而环形挡板与初始液位高度保持水平时,其对液面晃动的抑制效果最明显。 展开更多

关键词 火箭贮箱 液体非线性晃动 刚-液耦合 防晃挡板 六自由度平台

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串链式太阳帆航天器进出地影刚-柔-热耦合动力学分析

15

作者 彭奕翔 刘铸永 +2 位作者 袁婷婷 刘锦阳 武云丽 《中国空间科学技术(中英文)》 2025年第6期84-98,共15页

针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对... 针对串链式太阳帆航天器在轨进出地影期间冷热交变引起的航天器热致振动问题,提出一种刚柔热耦合的动力学建模方法。首先推导了柔性板的动力学变分方程和热传导方程,然后同时考虑中心刚体姿态角、帆板转角、帆板弹性变形以及进出地影对太阳辐射热流密度的影响,基于单向递推组集的方法建立了串链式太阳帆航天器的多物理场耦合动力学模型。采用铰相对坐标和模态坐标缩减自由度,有效提升了计算效率。仿真结果表明,在航天器进入阴影区和重新进入阳照区时,中心刚体的角速度和太阳帆板的挠度均会产生明显的振动,振幅随着换热系数增大而减小,振动衰减后帆板温度接近于环境温度。揭示了多源耦合振动对系统运动稳定性的影响规律,为变温度场下串链式太阳帆航天器的姿态控制建立基础。 展开更多

关键词 串链式太阳帆航天器 进出地影 刚-柔-热耦合 动力学 单向递推组集方法

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带弹性附件充液矩形贮箱俯仰运动动态响应 被引量：8

16

作者 吕敬 李俊峰 +1 位作者 王天舒 陈立群 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期317-327,共11页

首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近... 首先建立了俯仰运动矩形贮箱刚-液-弹耦合系统在外力矩作用下的耦合动力学模型,给出满足边界条件的速度势函数和液面波高的级数表达式,采用伽辽金法离散,将动力学模型转化为常微分方程组,得到刚-液-弹耦合系统的固有频率,给出简单的近似表达式,分析了转动中心距静液面不同位置时刚-液-弹耦合系统各阶固有频率的变化规律,系统转动中心距静液面较近时,耦合后液体反对称模态和刚体的固有频率对比耦合前减小,较远时则增大,最后进行数值验证,比较分析了液体和弹性体对刚体姿态的影响. 展开更多

关键词 刚-液-弹耦合 非线性动力学 固有频率 俯仰运动

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载机大机动条件下空空导弹弹射发射动力学研究 被引量：13

17

作者 刘浩 周军 张士卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期24-29,共6页

大机动条件下实现空空导弹的内埋弹射发射是隐身战机的重要作战性能,在大机动条件下弹射发射空空导弹,导弹弹射分离参数将偏离设计值,严重威胁隐身战机发射安全。基于多柔体动力学拉格朗日乘子法、构件级模态试验和载机大机动条件,提出... 大机动条件下实现空空导弹的内埋弹射发射是隐身战机的重要作战性能,在大机动条件下弹射发射空空导弹,导弹弹射分离参数将偏离设计值,严重威胁隐身战机发射安全。基于多柔体动力学拉格朗日乘子法、构件级模态试验和载机大机动条件,提出了一种隐身战机大机动内埋弹射刚-柔-液耦合的动力学建模方法,并通过数值模型仿真了相关发射动力学特性,分析了载机大机动产生的高过载离心力对空空导弹的弹射分离参数的影响。结果表明大机动弹射发射将使弹射分离姿态角明显减小,威胁发射安全性。为隐身战机大机动发射安全性研究和空空导弹初始弹道研究提供理论依据。 展开更多

关键词 大机动发射 刚-柔-液耦合 发射动力学 内埋弹射 多柔体动力学

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机载导弹大机动弹射发射动力学特性分析 被引量：1

18

作者 刘浩 周军 张士卫 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2305-2310,共6页

先进战机在大机动条件下需要实现导弹的内埋式弹射发射,战机大机动发射时导弹弹射分离参数偏离理想设计值,威胁导弹与载机的分离安全。采用理论仿真和试验相结合的方法对战机大机动下的导弹发射动力学进行研究。基于有限元法和柔性多体... 先进战机在大机动条件下需要实现导弹的内埋式弹射发射,战机大机动发射时导弹弹射分离参数偏离理想设计值,威胁导弹与载机的分离安全。采用理论仿真和试验相结合的方法对战机大机动下的导弹发射动力学进行研究。基于有限元法和柔性多体系统拉格朗日动力学方程并考虑发射系统刚-柔-气-液耦合特性,建立了载机大机动条件性下的导弹弹射发射动力学模型,仿真分析了载机大机动时的离心力和科氏力对导弹弹射分离参数的影响。最后,通过发射试验进行了实际验证。仿真及试验结果表明:离心力有利于发射安全性,科氏力对发射安全性具有负面的影响,大机动发射时须考虑科氏力的影响。 展开更多

关键词 科氏力 发射安全性 多柔体动力学 弹射发射 刚-柔-气-液耦合

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轴向柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测 被引量：6

19

作者 唐宏宾 杨婧 唐一 《机床与液压》 北大核心 2023年第16期165-171,共7页

轴向柱塞泵工作环境恶劣、工况复杂,柱塞在柱塞腔内做往复直线运动,承受着复杂的交变应力,疲劳损伤是其常见的失效形式之一。为了分析柱塞泵的疲劳损伤、预测其剩余寿命,提高其运行的安全可靠性,提出柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测方法... 轴向柱塞泵工作环境恶劣、工况复杂,柱塞在柱塞腔内做往复直线运动,承受着复杂的交变应力,疲劳损伤是其常见的失效形式之一。为了分析柱塞泵的疲劳损伤、预测其剩余寿命,提高其运行的安全可靠性,提出柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测方法。建立柱塞泵的刚-柔-液耦合模型,进行联合仿真并分析;基于Miner疲劳累计损伤理论,运用ANSYS Workbench软件及nCode模块,得到柱塞的疲劳损伤云图和疲劳寿命云图,对柱塞泵疲劳损伤的薄弱部位以及剩余寿命进行分析,最后探究了主轴转速、工作压力对柱塞泵疲劳损伤及剩余寿命的影响。结果显示:在典型工况下,柱塞的疲劳寿命约为7448.8 h,基本可以满足柱塞疲劳寿命要求。 展开更多

关键词 柱塞泵 刚-柔-液耦合 联合仿真 疲劳损伤 剩余寿命

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