检索结果-南通市图书馆

作者：张兆奎哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

转台不仅是进行模拟、仿真、测试等的关键设备,而且是一个高精度、大负载、大偏载的复杂系统,在航空、航天、航海、兵器等关键领域中起着极重要的作用,它可以真实的复现各种飞行物体在空间的各种飞行姿态,再现其运动学及动力学特征。随... 详细信息

转台不仅是进行模拟、仿真、测试等的关键设备,而且是一个高精度、大负载、大偏载的复杂系统,在航空、航天、航海、兵器等关键领域中起着极重要的作用,它可以真实的复现各种飞行物体在空间的各种飞行姿态,再现其运动学及动力学特征。随着科学技术的发展,它的研制与发展也受到了越来越多的关注和重视。本文研究的是多自由度电液混合转台,该转台由三轴转台和六自由度并联转台组成。三轴转台的外框、中框和内框可以实现无限转动,六自由度并联转台可以实现空间的六自由度运动,但受结构的限制在空间存在盲区。利用三轴转台可以达到六自由度并联转台不能达到的空间,这样的组合可以延伸到空间的任何位置,弥补了单一转台的范围限制,从而此项研究更具有理论意义和实际价值。本文首先对三轴转台和六自由度并联转台在国内外的发展进行了介绍,然后对三轴转台和六自由度并联转台进行运动学分析,求得其角速度、角加速度及驱动杆的伸长速度,之后利用拉格朗日法对混合转台进行动力学建模,计算出广义驱动力,最后用Matlab进行编程仿真,得出模拟曲线图。

关键词：动力学转台仿真六自由度

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

柴油机传动轴系非线性振动特性研究

柴油机传动轴系非线性振动特性研究

作者：赵静哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

柴油机传动轴系是船舶动力装置的重要组成部分,其运转的可靠性和稳定性都将直接影响船舶的运行。目前对柴油机轴系扭转振动问题的研究,大多是根据线性理论,但这已经不能满足现代船舶工业的发展需求,虽然也有许多关于弹性联轴器和齿轮等... 详细信息

柴油机传动轴系是船舶动力装置的重要组成部分,其运转的可靠性和稳定性都将直接影响船舶的运行。目前对柴油机轴系扭转振动问题的研究,大多是根据线性理论,但这已经不能满足现代船舶工业的发展需求,虽然也有许多关于弹性联轴器和齿轮等非线性元件的研究,但是对于复杂系统进行整体非线性特性的研究还是较少,这也就使得本文的研究具有了重要的实际意义。本文以某型船舶柴油机轴系为研究对象,考虑弹性联轴器刚度非线性和齿轮内部激励非线性两种非线性因素,建立了柴油机轴系非线性扭转振动的微分方程,并根据改进的纽马克法对系统响应进行了计算。首先应用集总参数法对模型进行当量简化,简化为20自由度系统,并对转动惯量、扭转刚度和柴油机激励进行了计算。然后以两转子系统非线性扭转振动微分方程的推导过程为基础,建立了含有二次和三次非线性项的柴油机轴系非线性扭振微分方程。之后在对多自由度系统的求解难度和齿轮内部激励的参数振动问题进行充分考虑后,确定将改进的纽马克法作为本文非线性问题的求解方法,并对该方法的准确性进行了验证。最后分别对考虑弹性联轴器刚度非线性、齿轮内部激励非线性以及两种非线性因素同时考虑的系统非线性响应进行计算,发现弹性联轴器硬非线性刚度和齿轮的内部激励都会使系统响应增大,而弹性联轴器软非线性刚度更有利于系统减振,软非线性刚度绝对值越大减振效果越好。本文推导了复杂轴系扭转振动的非线性运动微分方程,提出了船用柴油机轴系非线性扭振响应的数值求解方法,研究了弹性联轴器刚度非线性和齿轮内部激励非线性两种非线性因素对响应的影响规律,具有一定的理论及工程价值。

关键词：柴油机传动轴系扭转振动刚度非线性齿轮内部激励数值方法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多自由度稳定平台的运动与动力分析

多自由度稳定平台的运动与动力分析

作者：郭晓旭哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

并联机构相对串联机构,具有刚度高、精度高、无误差积累、承载能力强、动态特性好等优点,在高端设备制造,运动模拟,追踪定位等精密实验过程中具有十分重要的作用。Stewart并联平台是一种十分典型的六自由度并联机构,自被提出以来,便吸... 详细信息

并联机构相对串联机构,具有刚度高、精度高、无误差积累、承载能力强、动态特性好等优点,在高端设备制造,运动模拟,追踪定位等精密实验过程中具有十分重要的作用。Stewart并联平台是一种十分典型的六自由度并联机构,自被提出以来,便吸引了国内外广大学者的不断研究。本文主要研究Stewart并联机构在稳定平台领域上的应用,主要用于主动隔绝来自内部或外部的扰动,但由于机构其本身结构相对复杂,运动与动力计算过程极其复杂,而且实验过程中对干扰源的施加方式复杂多变,不利于实现等成为限制其应用的主要因素。针对其结构复杂问题,通常会采用例如各个驱动部件一致,连接铰选用球铰等标准构件;对于运动及动力学计算问题,本文在继承Stewart平台动力学理论基础的研究成果的上,得到基台在运动的情况下,基于Newton-Euler矢量力学法的稳定平台动力学方程,该方法各矢量意义明确,逆运动学求解比较简单,而动力学问题,求解驱动连杆质量惯性矩带来的连接铰约束力,成为了求解过程中的主要难点。基于以上问题,本文提出了一种双层Stewart扩展构型,其上层结构为Stewart稳定平台,下层结构为Stewart运动模拟器,运动模拟器可以根据稳定平台的工作状况,模拟出各种干扰源的运动形式,并施加到与其固连的上层稳定平台中。该结构可以极为方便的在实验室环境下,开展稳定平台的性能仿真测试工作。而动力学问题的求解,首先应求解出连杆的运动学,进而通过分析连杆的动力学,以得到连杆与负载平台之间连接铰的约束力,最后对负载平台建立Newton-Euler矢量方程,达到求解稳定平台系统动力学的最终目的。本文以求解出双层结构稳定平台系统的运动及动力学方程为主要研究目的,并通过MATLAB编程以及CATIA-ADAMS建模仿真,对比验证了动力学公式的正确性,也对误差原因以及精度问题做出了详细的分析。同时本文也对稳定平台系统的构型及其性能评价原则、多刚体动力学及空间坐标变换的基础知识、工作空间等问题进行了一定深度的概括,通过本文的研究,可以对稳定平台系统基础理论有个整体的认识。

关键词： Stewart并联机构稳定平台系统 Newton-Euler法动力学数值仿真

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

导弹跟踪转台系统动力学研究

导弹跟踪转台系统动力学研究

作者：刘立军哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

仿真测试转台作为航空、航天(包括导弹)等领域中进行半实物仿真和测试的关键硬件设备,为飞行器及导弹的研制提供充分的实验数据。随着导弹武器系统的发展,导弹及制导技术、仿真技术、计算机技术尤其是数字计算机技术的发展及应用,导弹... 详细信息

仿真测试转台作为航空、航天(包括导弹)等领域中进行半实物仿真和测试的关键硬件设备,为飞行器及导弹的研制提供充分的实验数据。随着导弹武器系统的发展,导弹及制导技术、仿真技术、计算机技术尤其是数字计算机技术的发展及应用,导弹仿真测试转台已经可以真实的模拟导弹的动力学特性。本文研究的是导弹跟踪系统仿真测试转台,该转台为五自由度复合运动系统,由内部的三轴弹体模拟转台系统和外部的两轴目标模拟转台系统同轴套装组成,能够准确地在地面测试和评价制导系统的各项性能指标,并模拟导弹系统的实际飞行环境,检测系统的工作状态和跟踪精度。本文首先对仿真转台及多体动力学的国内外研究现状进行分析介绍,然后应用广义欧拉角对弹体模拟系统和目标模拟系统分别进行运动学分析,建立直观的,并具有明确物理意义的运动方程。分别用凯恩方法及罗伯逊-维滕伯格方法对复合转台系统进行动力学分析,凯恩方法不出现约束反力,采用广义速率描述系统运动,建立了简洁的动力学方程,利用罗伯逊-维滕伯格方法以相邻刚体之间的相对位移作为广义坐标,对树形结构建立普遍的、规格化的动力学微分方程,两种方法都适合于计算机运算,得到了一致的理论上的动力学结果,最后进行计算机仿真计算,使用Matlab软件编写程序,模拟计算出模拟系统中各刚体各种可能的运动角度、角速度、加速度、控制力矩,绘出各种情况运动学及动力学参数模拟曲线图,了解所研究系统运动周期性变化规律,得到的力矩结果作为选择电机,并进行实时控制的依据。

关键词：动力学凯恩方法罗伯逊-维滕伯格方法模拟

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

小型离心叶轮气动噪声仿真与实验研究

小型离心叶轮气动噪声仿真与实验研究

作者：樊创碧哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

叶轮机械被广泛应用于航空发动机、鼓风机、汽轮机、水泵和螺旋桨等工程结构中。离心压气机是一种典型高压力大流量的叶轮机械结构,叶轮是离心压气机中的重要部件,对离心压气机气动性能和气动噪声都有决定性的作用。本文将针对小型离心... 详细信息

叶轮机械被广泛应用于航空发动机、鼓风机、汽轮机、水泵和螺旋桨等工程结构中。离心压气机是一种典型高压力大流量的叶轮机械结构,叶轮是离心压气机中的重要部件,对离心压气机气动性能和气动噪声都有决定性的作用。本文将针对小型离心压气机的内部流场特性和噪声辐射特性开展仿真计算分析,并以流量与噪声总声压级为目标,针对小型离心压气机叶轮结构的叶片关键角度参数开展优化设计分析。首先,建立叶轮机结构气动噪声的流场与声场理论分析模型。采用Star-CCM+流体力学仿真软件分别对八叶与十叶的叶轮模型的流场域进行CFD计算,通过网格无关性对比和质量流量等关键参数的收敛性验证流场计算结果的正确性。通过定常与非定常计算,得到小型离心叶轮机不同时刻的中切面压力云图、速度云图以及湍动能云图,分析了小型离心叶轮机结构的非定常流场性能,为噪声计算提供基础分析数据。进一步考虑叶片关键角度参数的影响,如前缘径向夹角、尾缘径向夹角、叶片包角和前缘轴向夹角,分别计算不同角度参数下,小型离心叶轮结构的流场特性。然后,基于上面离心叶轮机流场的计算分析数据,采用CFD/CAA联合仿真技术,计算离心叶轮机的气动噪声及其辐射性能。对流场的计算结果在ACTRAN中进行ICFD计算,得到频域声源信息,并设置等效声源位置,从而计算小型离心叶轮机结构的辐射噪声。搭建小型离心叶轮机气动噪声测试平台,利用LMS声学噪声测试系统,测试不同转速下离心叶轮机的辐射噪声,并与仿真结果对比分析,验证了小型离心叶轮结构仿真分析结果。在此基础之上,计算分析小型离心叶轮机构的叶片数目,转速等参数对其气动噪声的影响规律,且计算并讨论关键角度参数变化对离心叶轮的气动噪声性能的影响,为进一步研究离心叶轮气动噪声优化分析提供基础。最后,在前面的研究基础之上,采用多学科正交实验设计方法,针对不同叶片关键角度参数组合,进行离心叶轮的多试验方案的流场与声场联合仿真计算,讨论叶片关键角度参数组合对离心叶轮的流场与声场的影响规律。以质量流量与总声压级为目标,通过多学科试验方法的极差分析,确定兼顾质量流量与总声压级叶片参数最优组合,从而对叶片关键角度参数进行优化设计分析。

关键词：旋转叶轮机械噪声分析 CFD/CAA联合仿真实验研究正交试验设计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

五轴转台系统动力学分析

五轴转台系统动力学分析

作者：姚慧颖哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

模拟转台作为航空、航天、兵器、航海等领域中进行模拟、仿真、测试等的关键设备，在飞行器及导弹等的研制过程中起着极其重要的作用，它可以真实的复现飞行器及导弹等在空中的各种飞行姿态，再现其运行时的运动和动力学特征。随着航空... 详细信息

模拟转台作为航空、航天、兵器、航海等领域中进行模拟、仿真、测试等的关键设备，在飞行器及导弹等的研制过程中起着极其重要的作用，它可以真实的复现飞行器及导弹等在空中的各种飞行姿态，再现其运行时的运动和动力学特征。随着航空、航天技术的发展，它的研制与发展也受到了越来越多的关注与重视。模拟转台的运动及动力学分析作为转台机械台体的设计以及实时控制的基础在模拟转台的研制中起到了不可替代的作用。本文研究的五轴转台为复合转台，由模拟弹体运动的三轴转台系统和模拟目标运动的两轴转台系统构成。三轴转台外、中、内框分别对应方位、俯仰、横滚，二轴转台用来模拟被袭目标，互相配合用来真实的复现导弹(飞行器)在空中飞行的运动及动力学性能以及对目标的实时追踪。本文首先对转台在国内外的发展概况以及多体力学的发展现状进行了简要的介绍，然后分别对二轴系统(目标模拟)及三轴系统(弹体)进行运动学分析，用拉格朗日法及罗伯逊-维滕伯格法，对转台系统进行动力学分析，建立动力学方程，并比较了两种方法的优劣。最后用matlab进行仿真，画出系统的运动模拟曲线以及力矩模拟曲线。

关键词：转台动力学罗伯逊--维滕伯格仿真

40Cr/Q345钢的紧凑拉伸试样动态断裂研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

40Cr/Q345钢的紧凑拉伸试样动态断裂研究

作者：侯颖哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

无论在民用还是军事领域中,钢材料在其服役期间会承受诸如爆炸、高速冲击等动态问题,因此其动态断裂性能的研究对提高结构的安全性有着极其重要的作用。同时,动态加载条件下,材料的断裂韧性的测试方法及标准也一直是断裂力学的研究热点... 详细信息

无论在民用还是军事领域中,钢材料在其服役期间会承受诸如爆炸、高速冲击等动态问题,因此其动态断裂性能的研究对提高结构的安全性有着极其重要的作用。同时,动态加载条件下,材料的断裂韧性的测试方法及标准也一直是断裂力学的研究热点。本文对Q345和40Cr两种钢材料的紧凑拉伸试样进行了准静态和动态断裂实验,其中动态测试是基于分离式霍普金森拉杆实验装置,并获得材料在不同加载速率下的动态断裂韧性。同时应用有限元软件对动态实验过程进行了模拟,研究了夹具加载方式对实验的影响。详述如下:(1)采用万能实验机对材料的基本力学参数进行测试,采用疲劳实验机为紧凑拉伸试样预制疲劳裂纹,并进行准静态拉伸实验,获得不同厚度材料的准静态断裂韧性值。(2)采用霍普金森拉杆实验装置对Q345和40Cr钢材料的紧凑拉伸试样进行动态拉伸断裂测试,通过改变连接短杆的截面直径来获得不同加载速率下的动态断裂韧性,并与准静态实验值做出对比。同时针对不同裂纹长度的试样进行了实验,发现试样预制疲劳裂纹长度越长其动态断裂韧性越小。(3)对动态实验过程进行有限元仿真,对比实验和仿真结果的波形曲线,以证明仿真方法合理,并观察装置和试件中的应力分布。通过有限元模拟,分析夹具加载方式和直接加载方式对波形、应力平衡时间、起裂时间等因素的影响。并分析对比不同夹具尺寸对动态断裂韧性值、应力波波形等因素的影响,获得最优的夹具尺寸。

关键词：霍普金森拉杆加载速率动态断裂韧性紧凑拉伸试样

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

潜艇非耐压壳及典型结构的振动特性分析

潜艇非耐压壳及典型结构的振动特性分析

作者：毕再林哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

潜艇作为国之重器之一,其性能的好坏将直接关系到国防的安全。潜艇在水下巡航时会发出噪声,噪声的大小直接影响着潜艇的隐蔽性。要想降低噪声,就要减小潜艇的振动。在此之前,许多研究人员对潜艇耐压壳、轴系结构等做了大量的振动研究,... 详细信息

潜艇作为国之重器之一,其性能的好坏将直接关系到国防的安全。潜艇在水下巡航时会发出噪声,噪声的大小直接影响着潜艇的隐蔽性。要想降低噪声,就要减小潜艇的振动。在此之前,许多研究人员对潜艇耐压壳、轴系结构等做了大量的振动研究,然而对于非耐压壳及其典型结构的振动却很少提及,所以对潜艇非耐压壳体及其相关结构的振动进行分析具有一定意义。本论文主要以潜艇非耐压壳及典型结构(围壳、上层建筑和艉翼)为研究对象,使用ANSYS Workbench和Fluent软件进行联合仿真,对潜艇的干湿模态、双向流固耦合、单向流固耦合以及流噪声进行分析,具体做了以下工作:基于ANSYS Workbench平台,利用分块兰索斯法对潜艇整体结构及典型结构(围壳和上层建筑、艉翼)的干模态进行计算,利用非对称法对潜艇整体结构及典型结构的湿模态进行计算;探究了潜艇非耐压壳厚度对潜艇干模态、湿模态的影响以及下潜深度对潜艇湿模态的影响规律,研究表明潜艇的干模态频率和湿模态频率随着壳厚的增加而增大,湿模态频率随着下潜深度的增加而逐渐降低。基于流体分析软件Fluent和ANSYS Workbench平台进行联合仿真,对潜艇整艇水下双向流固耦合以及潜艇围壳和上层建筑及艉翼的单向流固耦合进行了数值仿真;探究了潜艇航速、潜艇非耐压壳厚度对潜艇整艇振动的影响以及潜艇航速、潜艇非耐压壳厚度对潜艇典型结构振动的影响,研究表明潜艇振动位移、振动速度、振动加速度随着航速的增加而增大,随着壳厚的增加逐渐减小。基于Fluent中的FWH方程,对潜艇整艇、围壳和上层建筑以及艉翼在水下航行的流噪声进行了数值模拟;研究了潜艇流噪声在X、Y、Z三个方向上的分布规律,探究了航速对潜艇整艇及典型结构流噪声的影响规律,研究表明流噪声随着航速的增加而增大,与潜艇表面距离越大,流噪声越小。

关键词：非耐压壳振动特性流固耦合流噪声

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多自由度运动模拟器动力学建模及控制研究

多自由度运动模拟器动力学建模及控制研究

作者：梁天赋哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着自动化技术和机械加工技术的进一步发展,许多国家都很重视多自由度运动模拟器的研究,多自由度运动模拟器应用于模拟飞行器及船舶等的摇摆运动,它的动力学以及控制方法的研究,一方面有利于运动模拟器的设计和制造,另一方面可以直接... 详细信息

随着自动化技术和机械加工技术的进一步发展,许多国家都很重视多自由度运动模拟器的研究,多自由度运动模拟器应用于模拟飞行器及船舶等的摇摆运动,它的动力学以及控制方法的研究,一方面有利于运动模拟器的设计和制造,另一方面可以直接应用于实际运动模拟实验。它的发展水平标志着一个国家航空、航天、航海、路面运输及战车性能等方面的发达程度。本文研究的是多自由度运动模拟器,该运动模拟器由三轴转台和六自由度并联运动模拟器组成。六自由度并联运动模拟器可以实现空间的六自由度运动,三轴转台的外框、中框和内框可以实现无限制转动,利用三轴转台可以达到六自由度并联运动模拟器不能达到的空间,这样的组合可以延伸到空间的任何位置,从而弥补了以上两种运动模拟器单一运动时的范围限制,使得此项研究更具有理论意义和实际价值。本文首先对运动模拟器在国内外的发展进行了介绍,然后对六自由度并联转台和三轴转台进行运动学分析,求得其速度、加速度、角速度和角加速度,之后利用KANE法对混合转台进行动力学建模,计算出六个液压杆的驱动力和三个轴的轴力矩,再根据并联运动模拟器动力学反解容易的特点,通过对反解得到的力进行控制,达到对其运动位姿进行控制的目的,对电机以及液压杆进行力控法的简单研究,来说明力控法的可行性与不足之处。

关键词：运动模拟器多自由度 KANE方程力控法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多自由度稳定平台的运动学与动力学研究

多自由度稳定平台的运动学与动力学研究

作者：李涛哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

稳定平台是一种减少甚至隔绝外界扰动的装置,它通过驱动机构的运动变化,补偿倾角及位移,让载体目标在惯性空间中保持稳定。基于这种稳定特性,稳定平台具有重要的实用价值,在海陆空领域中都被广泛的应用。本文基于Stewart平台结构和三轴... 详细信息

稳定平台是一种减少甚至隔绝外界扰动的装置,它通过驱动机构的运动变化,补偿倾角及位移,让载体目标在惯性空间中保持稳定。基于这种稳定特性,稳定平台具有重要的实用价值,在海陆空领域中都被广泛的应用。本文基于Stewart平台结构和三轴转台构建了新型多自由度稳定平台,该稳定平台兼具了Stewart平台承载能力强、误差不累积和空间六自由度运动的特点,及三轴转台具有较强灵活性的优点。此外,将两者复合在一起,增加了并联稳定平台的转动空间,解决了高频振动下角速度变化过大的问题,进一步稳定载体目标。考虑到普遍静止的环境下要对稳定平台的稳定性进行测验,所以在该新型稳定平台下并联一个运动模拟器用来模拟外界的干扰。本文对该新型多自由度稳定平台进行了运动学和动力学研究及仿真验证。首先用运动学反解法结合方向余弦矩阵对稳定平台进行位置分析,奠定机构分析的基础。用矢量法结合影响系数法推导稳定平台各个机构的速度方程和加速度方程并通过编程对多自由稳定平台进行了单自由度,两自由度和多自由度的运动学数值计算,得到各个机构的速度和加速度变化曲线图。然后用牛顿-欧拉法建立了稳定平台动力学模型并结合影响系数法推导各个机构的动力学方程。动力学方程体现了机构受力和运动之间的关系,为稳定平台的控制提供了理论基础。同样通过编程对稳定平台进行了单自由度,两自由度和多自由度的动力学数值计算,得到各个机构的驱动力变化曲线图。最后基于MATLAB/Simulink仿真平台对稳定平台进行运动学和动力学仿真分析。结果验证了运动学和动力学研究结果的正确性也表明了本文基于Stewart平台和三轴转台构建的新型稳定平台是一种有效合理的设计。

关键词：稳定平台三轴转台牛顿-欧拉法运动学研究动力学研究