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某多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究
【摘要】：
起始扰动是衡量火箭炮发射精度的重要指标。为了更准确地研究某改造后多管火箭炮发射时的起始扰动情况,本文利用RecurDyn多体动力学分析软件对其发射过程进行仿真分析。
本文具体工作如下:①根据项目要求,对原多管火箭炮结构进行改进,运用多体动力学理论与方法,分析其发射载荷特性,解决其系统内各构件连接及接触碰撞等问题,建立储运发射箱式多管火箭炮动力学模型;②结合ANSYS,运用RecurDyn对火箭炮进行刚柔耦合发射动力学仿真分析。具体是考虑关键部件(发射管)的弹性变形,把发射管柔性化,以得到更精确、更能反映实际情况的关键部件的速度、位移及应力变化情况,从而更准确地了解改造后火箭炮各构件的运动及受力特性,并为新型号火箭炮的研制提供参考依据。当然在刚柔耦合动力学仿真之前,要首先对火箭炮进行多刚体动力学分析,验证动力学模型的正确性。③以刚柔耦合多体发射动力学仿真为基础,优化火箭炮的发射时序。火箭炮发射装置振动引起火箭弹的起始扰动量是评价射序优劣的重要标准,本文根据发射顺序原则拟定了6种发射顺序,通过分析比较取起始扰动中间偏差最小者为相对最优的发射时序。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：TJ393【目录】：
Abstract4-7
1 绪论7-12
1.1 论文的研究背景及意义7-8
1.2 国内外研究状况8-10
1.2.1 火箭炮的发展现状与趋势8-9
1.2.2 火箭炮发射动力学的发展概况9-10
1.3 论文所作的主要工作10-11
1.4 本章小结11-12
2 某多管火箭炮多体动力学理论研究12-27
2.1 火箭炮系统组成12-15
2.2 火箭炮系统拓扑构型的描述15-16
2.3 多刚体系统动力学16-22
2.3.1 多刚体系统拉格朗日动力学17-20
2.3.2 多刚体系统笛卡尔动力学20-22
2.4 多柔体系统动力学22-25
2.4.1 概述22
2.4.2 多柔体动力学方程22-24
2.4.3 分析原理与计算方法24-25
2.5 RecurDyn多体动力学软件25-26
2.5.1 概述25
2.5.2 有关递归算法的相关论述25-26
2.6 本章小节26-27
3 多管火箭炮多刚体发射动力学分析27-40
3.1 概述27
3.2 多刚体动力学模型的建立27-33
3.2.1 概述27-28
3.2.2 坐标系的建立28
3.2.3 动力学模型各零部件之间的约束关系28-31
3.2.4 载荷的施加31-32
3.2.5 软件仿真发射的实现手段32-33
3.3 多刚体动力学仿真分析结果33-38
3.3.1 定向器束初始扰动分析33-37
3.3.2 火箭炮发射装置动态响应分析37-38
3.4 本章小结38-40
4 某多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真分析40-52
4.1 概述40
4.2 火箭炮刚柔耦合动力学模型40-44
4.2.1 柔性体建模方法40-41
4.2.2 刚柔耦合动力学模型建立过程41-44
4.3 刚柔耦合仿真结果分析44-47
4.3.1 定向器束初始扰动分析44-46
4.3.2 火箭炮发射装置动力响应分析46-47
4.4 分析结果对比47-50
4.5 本章小结50-52
5 基于刚柔耦合的火箭炮发射时序研究52-70
5.1 概述52
5.2 火箭炮发射时序研究方法52-67
5.2.1 概述52
5.2.2 火箭弹起始扰动分析计算52-56
5.2.3 发射时序研究方案的提出56-59
5.2.4 优化发射时序59-67
5.3 提高发射火力密度研究67-69
5.4 本章小结69-70
6 结束语70-72
6.1 工作总结70-71
6.2 展望71-72
参考文献73-75
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