多应力作用下鱼雷舵机减速系统可靠性仿真

作     者：马景 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭志凌;丁明军

授予年度：2022年

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：环境应力 舵机减速系统 可靠性 仿真 ANSYS MEREL 

摘      要：鱼雷是一种能够自主推进并按预定轨迹航行,击中目标时自动引爆的水中兵器,工作环境复杂。舵机系统在鱼雷制导系统中发挥着重要作用,主要用于鱼雷航行姿态的控制。减速系统作为舵机系统的关键组件,其在振动、冲击、温度等环境下的稳定工作对于舵机控制的可靠性十分重要,舵机减速系统故障将直接影响舵机运行的可靠性,贻误战机并可能造成人员伤亡,开展复杂环境下舵机减速系统的可靠性仿真,可缩短可靠性试验周期,节约成本,对鱼雷舵机系统制导的可靠性有重要意义。本文针对减速系统故障对舵机可靠性的影响问题,对鱼雷舵机减速系统进行了振动、冲击、温度环境下的有限元仿真和可靠性分析。首先对鱼雷舵机的结构组成及功能进行了系统分析,然后以鱼雷舵机减速系统为研究对象,建立了舵机减速系统的数字化模型,采用Adams软件对其进行动力学仿真分析,并对减速系统模型的正确性进行了验证。在Matlab/Simulink中创建电动舵机控制系统的数学模型,完成了鱼雷舵机的机-电联合仿真。结合鱼雷舵机寿命周期内的环境因素和工作载荷,采用Ansys软件对舵机减速系统进行了随机振动、冲击、温度应力仿真分析,判断减速系统各结构件的可靠性,分析并找出减速系统易受影响的薄弱环节。采用机电系统可靠性仿真软件（MEREL）建立减速系统各级组件的可靠性仿真模型,并计算了减速系统的整机可靠度,为鱼雷舵机的可靠性设计与仿真提供了参考。