某导弹弹体的动力学分析计算

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Ling_Hun
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本论文以实验所采集到的加速度响应数据以及导弹模型的实际结构和材料参数为基础,通过理论方法和有限元方法计算弹体横向振动固有频率、响应和振动偏转角,并且对系统进行降维,最后与实验结果进行比较。理论计算方面,根据导弹的实际结构,将弹体简化为带有内部结构梁和集中质量的阶梯梁,而求解阶梯梁的关键是要通过连续条件建立起各段间的传递矩阵。通过建立各个微段梁的振动微分方程,经拉普拉斯变换得到微分方程的解。然后利用相临两段的连续条件,建立各段之间的传递矩阵,最后通过各段间的传递矩阵就可以建立起最后一段和第一段间的整体传递矩阵,再利用弹体的边界条件就可以计算其固有频率。有限元计算方面,采用NASTRAN软件来进行分析计算。首先根据弹体的结构建模,然后通过划分网格,定义材料参数和边界条件,就可以计算出弹体的固有频率。最后将有限元计算获得的加速度响应与实验获得的加速度响应进行对比,通过误差计算和分析,验证有限元模型的正确性。在计算弹体振动偏转角过程中,主要计算弹体上某三点确定的平面在任意时刻绕Y轴和Z轴的偏转角。在几个假设条件下,用MATLAB编程,分别根据实验所得的加速度响应数据和有限元计算得到的位移响应来计算转角,对两者的结果进行对比分析。降维过程中,针对单输入单输出和双输入单输出两种情况,通过傅里叶变换得到频响函数,进而获得系统的最低阶数。本论文通过对导弹弹体的动力学分析计算,结果表明弹体的振动实验是可行的,而且证明了论文中的计算方法和程序的正确性和有效性。
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