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阻拦索的动力学特性分析及仿真研究
| 论文题名： | 阻拦索的动力学特性分析及仿真研究 |
| 关键词： | 航空母舰;阻拦索;应力波;仿真技术;动力学特性 |
| 摘要： | 舰载机阻拦装置是航空母舰上的重要辅助设备,实现了舰载机在有限长度的航母甲板上的安全着舰。阻拦索是阻拦装置中的重要组成部分,把飞机着陆时的巨大动能传递给甲板下面的阻拦机。阻拦索的工作条件最恶劣、动态过程最复杂,其动力学特性直接影响着阻拦系统的工作性能。目前对阻拦装置的理论研究还处于初级阶段,在进行系统分析和仿真时,通常着重于液压系统的性能分析和建模,但是对阻拦索动力学特性的理论研究和仿真分析还很少。 阻拦索受到舰载机尾钩的横向冲击后,会形成应力波。论文分析了阻拦索应力波的形成过程和传播规律。首先通过理论分析得到了阻拦索应力波的基本方程。在应力波方程的基础上,研究了阻拦索应力波的重要特征参数(纵波波速、横波波速、弯折波波速和弯折角)。论文利用显式动力学仿真软件LS-DYNA分析了阻拦索应力波的传播过程,模拟了阻拦索在受到瞬间冲击后的动态效果,并且应力波特征参数的仿真结果接近于理论分析的计算结果。 在阻拦系统运行的过程中,阻拦索的运动情况非常复杂,并在多个自由度上都产生了一定的弹性形变。论文应用多体动力学理论和绳索动力学分析理论,基于刚体离散化的思想,在机械动力学分析软件ADAMS中建立了阻拦索的动力学仿真模型。阻拦索模型采用线性轴套的连接方式模拟了拉伸、弯曲、扭转等多自由度的弹性形变,利用CMD语言实现了参数化建模。根据弹性力学的基本理论,对阻拦索的各自由度的弹性系数进行了理论分析。 阻拦索动力学特性的仿真研究需要与阻拦装置的液压系统相结合。论文通过对阻拦装置液压系统工作原理的分析,建立其数学模型。在数学模型的基础上,通过多学科复杂系统仿真软件AMESim进一步建立了阻拦装置液压系统的仿真模型。应用当前流行的联合仿真技术,实现了阻拦索的ADAMS模型和液压系统的AMESim模型的联合仿真,分析了不同阻拦情况下的仿真曲线,研究了影响阻拦索拉力和其他性能指标的重要参数。 |
| 作者： | 张新禹 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 梁利华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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