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车载冷发射系统多刚体动力学快速仿真研究

闫攀运 梁国柱 吕永志 齐志会 王玺

闫攀运, 梁国柱, 吕永志, 等 . 车载冷发射系统多刚体动力学快速仿真研究[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(1): 71-78. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0071
引用本文: 闫攀运, 梁国柱, 吕永志, 等 . 车载冷发射系统多刚体动力学快速仿真研究[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(1): 71-78. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0071
YAN Panyun, LIANG Guozhu, LYU Yongzhi, et al. Fast simulation on rigid multibody dynamics for vehicular cold launch systems[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(1): 71-78. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0071(in Chinese)
Citation: YAN Panyun, LIANG Guozhu, LYU Yongzhi, et al. Fast simulation on rigid multibody dynamics for vehicular cold launch systems[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(1): 71-78. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0071(in Chinese)

车载冷发射系统多刚体动力学快速仿真研究

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0071
详细信息
    作者简介:

    闫攀运, 男, 博士研究生。主要研究方向:发射动力学; 梁国柱, 男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:火箭发动机系统

    通讯作者:

    梁国柱, E-mail:lgz@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TJ768.2

Fast simulation on rigid multibody dynamics for vehicular cold launch systems

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  • 摘要:

    为了满足发射动力学快速分析的需要,采用多刚体动力学的绝对坐标方法以适应发射车约束复杂和变拓扑结构的特点,针对车载冷发射系统的典型结构和弹射物理过程,建立并应用了9自由度快速仿真模型。与ADAMS和ABAQUS仿真对比表明,本文计算的车架后支腿载荷偏差不超过4%,而仿真时间只有ADAMS的7.1%和ABAQUS的0.004%,能够快速有效地分析系统的动态特性。通过实例研究了发射管底座-车架支腿载荷比的动态特性和附加载荷分配因子对该载荷比均值及发射管口最大位移的影响。结果表明,发射管底座-车架支腿载荷比在发射过程中逐渐增大并达到稳定值,附加载荷分配因子决定了发射管内弹道压力载荷通过发射管底座和发射车支腿分散传递到地面的载荷分配比例,并且存在最佳附加载荷分配因子,能使弹体的弹射起动过程对系统的扰动影响最小。

     

  • 图 1  车载冷发射动力学模型示意图

    Figure 1.  Schematic of vehicular cold launch dynamics model

    图 2  铰约束示意图

    Figure 2.  Schematic of constraint joint

    图 3  冷发射动力学计算流程

    Figure 3.  Calculational flowchart of cold launch dynamics

    图 4  支腿载荷随时间变化曲线

    Figure 4.  Variation curves of load of outrigger with time

    图 5  后支腿载荷仿真结果对比

    Figure 5.  Simulation results comparison of load of rear outrigger

    图 6  底座支腿载荷比动态特性

    Figure 6.  Dynamic characteristics of load ratio of transmitting tube base-chassis outrigger

    图 7  底座支腿载荷比均值随附加载荷分配因子的变化规律

    Figure 7.  Variation of load ratio mean of transmitting tube base-chassis outrigger with adjunctive load distribution factor

    图 8  发射管口最大位移随附加载荷分配因子变化曲线

    Figure 8.  Variation curve of maximum displacement of transmitting tube nozzle with adjunctive load distribution factor

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-20
  • 录用日期:  2016-04-22
  • 网络出版日期:  2017-01-20

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