弹射座椅冲击动力学虚实混合仿真研究

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冲击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是解决复杂结构冲击动力学问题的有效方法。仿真模拟过程中,有限元仿真的精度和可信度至关重要,而有限元模型的准确性又是影响仿真精度的关键。在冲击动力学仿真过程中,很难通过理论分析直接建立高精度的仿真模型,需要对比实验结果,不断修正相关参数,逐步形成合理的分析模型。本论文针对弹射座椅的冲击动力学问题,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,建立了复杂结构在冲击载荷作用下的分析方法。 弹射过程中座椅结构的变形状态是影响座椅弹射成败的关键因素。本文以某型弹射座椅为研究对象,运用动力学软件对冲击载荷作用下弹射座椅的动态响应进行了数值模拟,对座椅在一定加速度载荷作用下的位移和应力响应进行了研究。分析了弹射座椅的响应规律和可能的失效形式,找出结构的薄弱环节,总结失效规律,为弹射座椅的设计提供可靠的理论依据。 在上述研究的基础上,围绕冲击动力学理论,进行了基于实验数据的弹射座椅冲击动力学虚实混合仿真研究。仿真建模过程中,主要通过修改结构的动力释放系数以及弹性模量,减小有限元仿真和实验结果之间的误差,使修正后的有限元模型精度更高。结果表明,修正后座椅的仿真结果和实验结果比较接近,这一分析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,总结探讨了结构冲击动力学过程中阻尼对冲击的影响机理。冲击过程中,阻尼能够消耗能量,并且降低响应峰值,减缓冲击效应。通过大量的对比计算,总结了冲击仿真中阻尼的设置规律,为类似理论分析提供了有益的参数依据。
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