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基于响应面法的空降车缓冲气囊参数优化研究

系统仿真学报 2013年第2期25卷 327-332页

作者：洪煌杰王红岩郝贵祥装甲兵工程学院机械工程系北京100072

提出了应用响应面法对空降车气囊缓冲系统的参数进行优化的方法。通过建立车体-气囊非线性有限元模型,选择缓冲气囊的排气孔面积以及排气孔开启压力作为优化变量,将车体冲击加速度峰值最小作为优化目标,采用析因设计和中心组合设计两种... 详细信息

提出了应用响应面法对空降车气囊缓冲系统的参数进行优化的方法。通过建立车体-气囊非线性有限元模型,选择缓冲气囊的排气孔面积以及排气孔开启压力作为优化变量,将车体冲击加速度峰值最小作为优化目标,采用析因设计和中心组合设计两种试验设计方法并运用最小二乘法进行二阶多项式方程的参数估计,建立二阶响应面模型。然后利用遗传算法进行优化求解。优化前后气囊缓冲特性的对比结果表明,优化后车体冲击加速度峰值减小了23.8%,气囊的缓冲性能有显著提高。

关键词：缓冲气囊参数优化有限元模型响应面法

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剪刀式桥梁展桥机构铰点位置多目标优化设计

兵工学报 2019年第5期40卷 1113-1120页

作者：韩军朱鹏程张帅洪煌杰陆军研究院5所江苏无锡214035 陆军工程大学野战工程学院江苏南京210007

阐述一种新型剪刀式桥梁展桥机构的工作原理。针对方案样机在架设初始状态时展桥机构驱动油缸小腔受力过大、引起间断液压油溢流问题,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立展桥机构的运动学和静力学模型。根据展桥机构驱动油缸闭锁力... 详细信息

阐述一种新型剪刀式桥梁展桥机构的工作原理。针对方案样机在架设初始状态时展桥机构驱动油缸小腔受力过大、引起间断液压油溢流问题,利用Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵建立展桥机构的运动学和静力学模型。根据展桥机构驱动油缸闭锁力与驱动力不同的特点,提出确定剪刀式桥梁展桥机构关键铰点位置的多目标优化计算方法。对剪刀式桥梁方案样机展桥机构的关键铰点位置进行优化设计,利用机械系统动力学分析ADAMS软件进一步验证了优化计算模型。研究结果表明:优化后展桥油缸的最大拉力降幅达59.5%,展桥油缸的受力分布趋于合理;所提出的展桥机构计算模型正确;优化方法具有收敛速度快、稳定性好等特点;展桥机构优化计算结果为方案样机改进提供了依据。

关键词：剪刀式桥梁展桥机构铰点位置 Denavit-Hatenberg齐次变换矩阵多目标优化

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空降车着陆冲击累积损伤评估方法研究

系统仿真学报 2014年第1期26卷 208-214,220页

作者：李建阳王红岩芮强洪煌杰张芳装甲兵工程学院机械工程系北京100072 北方特种车辆研究所北京100072

空降车在空降着陆过程中承受的冲击载荷对车辆结构的损伤和车辆的技术状况有明显的影响,受空投条件和环境因素的影响,空降车着陆工况复杂并难以预测,实施各种工况条件下的实车空投试验需要耗费巨大的人力和物力,因此,数值仿真的方法是... 详细信息

空降车在空降着陆过程中承受的冲击载荷对车辆结构的损伤和车辆的技术状况有明显的影响,受空投条件和环境因素的影响,空降车着陆工况复杂并难以预测,实施各种工况条件下的实车空投试验需要耗费巨大的人力和物力,因此,数值仿真的方法是解决这一问题的有效技术手段之一。基于空降车和缓冲气囊的有限元模型,研究提出了针对多次着陆冲击作用下的空降车结构累积损伤的计算与评估方法,并通过典型工况下的实车空投试验验证空降车有限元模型的可信性,结合勒梅特损伤模型和材料损伤演变方程对空降车结构的累积损伤量进行计算,研究结果可以为空降车的结构设计和维修保障规范的制订提供理论参考和技术指导。

关键词：空降车着陆冲击有限元累积损伤评估方法

基于代理模型的空投装备气囊缓冲系统多目标优化

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振动与冲击 2015年第3期34卷 215-220页

作者：洪煌杰王红岩李建阳芮强装甲兵工程学院机械工程系北京100072

基于有限元法和控制体积法建立装备-气囊系统有限元模型,并采用试验数据对模型进行验证。复杂气囊系统着陆缓冲过程仿真计算资源消耗大,难以应用传统迭代方法进行参数优化。为克服这些问题,结合扩展拉丁超立方设计,以最大着陆冲击加速... 详细信息

基于有限元法和控制体积法建立装备-气囊系统有限元模型,并采用试验数据对模型进行验证。复杂气囊系统着陆缓冲过程仿真计算资源消耗大,难以应用传统迭代方法进行参数优化。为克服这些问题,结合扩展拉丁超立方设计,以最大着陆冲击加速度和最大翻转角度为响应,采用径向基函数构建代理模型。在代理模型基础上,利用多目标遗传算法对主气囊高度、横向宽度及排气孔面积等气囊缓冲系统参数进行了多目标优化。优化结果表明:优化后最大冲击加速度减小了15.5%,最大翻转角度减小了70.3%,缓冲性能与横向稳定性均有所提高。

关键词：气囊缓冲代理模型多目标优化

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气囊排气口开启控制方式试验研究

振动与冲击 2019年第13期38卷 202-207,230页

作者：李建阳王红岩宋世鹏洪煌杰航天工程大学士官学校北京102249 装甲兵工程学院机械工程系北京100072 工程兵科研一所江苏无锡214035

排气式气囊的排气口开启控制方式一般可以分为压力控制和加速度控制等两种。为研究排气口开启控制方式对气囊缓冲特性的影响,设计了两种排气控制式气囊,建立了回收载荷-气囊系统室内跌落试验平台,并对两种排气控制方式气囊进行跌落试验... 详细信息

排气式气囊的排气口开启控制方式一般可以分为压力控制和加速度控制等两种。为研究排气口开启控制方式对气囊缓冲特性的影响,设计了两种排气控制式气囊,建立了回收载荷-气囊系统室内跌落试验平台,并对两种排气控制方式气囊进行跌落试验。试验结果表明,设计的加速度开关工作可靠,加速度控制式气囊实现了两侧排气口同时打开;在带倾角跌落时,加速度控制式气囊的着陆稳定性较好;随着加速度控制式气囊加速度开关阈值的增大,气囊排气口开启时机越晚,排气口开启之前气囊吸收更多的能量,导致气囊内压和冲击加速度增大。

关键词：排气式气囊排气口开启控制试验研究

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空降车着陆缓冲过程仿真研究

机械科学与技术 2012年第2期31卷 340-344页

作者：郝贵祥王红岩洪煌杰装甲兵工程学院机械工程系北京100072

为获得某型空降车在空投着陆缓冲过程的冲击响应和检验气囊系统的缓冲性能,采用有限元方法建立了空降车-气囊有限元模型,结合罚函数法和Johnson Cook材料本构模型,对空降车着陆缓冲过程进行了仿真。仿真的最大加速度与试验数据的误差在5... 详细信息

为获得某型空降车在空投着陆缓冲过程的冲击响应和检验气囊系统的缓冲性能,采用有限元方法建立了空降车-气囊有限元模型,结合罚函数法和Johnson Cook材料本构模型,对空降车着陆缓冲过程进行了仿真。仿真的最大加速度与试验数据的误差在5%以内,验证了模型的精度。在正常着陆工况和恶劣着陆工况下,得到了车体的冲击加速度数据和结构应力分布情况。结果表明:车体结构强度足够,气囊系统的性能良好,可满足空投需要。

关键词：空降车缓冲气囊着陆缓冲过程有限元分析结构强度

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空投装备气囊缓冲系统评价方法

机械工程学报 2015年第4期51卷 148-154页

作者：洪煌杰王红岩李建阳芮强张芳装甲兵工程学院机械工程系北京100072 北方特种车辆研究所北京100072

以热力学理论和有限元法为基础,建立装备-气囊系统有限元模型,并利用试验数据对模型进行验证。对比结果表明,所建模型系统的精度较高,可以用在下一步的仿真分析工作中。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以进行大规模计算的问... 详细信息

以热力学理论和有限元法为基础,建立装备-气囊系统有限元模型,并利用试验数据对模型进行验证。对比结果表明,所建模型系统的精度较高,可以用在下一步的仿真分析工作中。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以进行大规模计算的问题,以着陆初速度、初始侧倾角、初始俯仰角、横向速度和地面坡度为变量,分别以最大冲击加速度、最大侧倾角、最大俯仰角以及气囊最大内压为响应,结合扩展拉丁超立方设计,采用径向基函数构建多工况响应代理模型。考虑空投装备在着陆过程中环境因素以及空投装备着陆姿态的影响,利用蒙特卡罗法结合代理模型对多工况下的空投装备着陆成功概率进行计算。通过计算得到着陆成功概率为95.84%,冲击加速度为其主要影响因素,气囊内压为次要因素。

关键词：空投装备气囊缓冲系统代理模型蒙特卡罗法评价

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空投缓冲气囊有限元模型修正方法

兵工学报 2015年第4期36卷 752-757页

作者：李建阳王红岩芮强洪煌杰张芳装甲兵工程学院机械工程系北京100072 中国北方特种车辆研究所北京100072

为了提高空投缓冲气囊有限元模拟的准确性,需要对气囊有限元模型进行修正。建立了载荷-气囊系统有限元模型,通过模型参数对气囊缓冲特性的灵敏程度分析,选择气囊与地面之间的摩擦系数和气囊排气口流量系数作为待修正参数,建立了摩擦系... 详细信息

为了提高空投缓冲气囊有限元模拟的准确性,需要对气囊有限元模型进行修正。建立了载荷-气囊系统有限元模型,通过模型参数对气囊缓冲特性的灵敏程度分析,选择气囊与地面之间的摩擦系数和气囊排气口流量系数作为待修正参数,建立了摩擦系数、流量系数与冲击响应的响应面模型,对该响应面模型采用遗传算法进行迭代修正,求解出待修正参数的最优解。通过修正前后仿真结果与试验结果的对比验证了模型修正的有效性。

关键词：兵器科学与技术空投缓冲气囊有限元响应面方法模型修正

空降车缓冲气囊系统特性仿真及其参数优化方法研究

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兵工学报 2012年第12期33卷 1461-1466页

作者：王红岩洪煌杰李建阳芮强郝贵祥装甲兵工程学院机械工程系北京100072

建立了空降车-气囊系统非线性有限元模型,并通过典型工况试验对模型进行了验证,空降车各测点的垂向冲击加速度的仿真结果与实测结果的高度一致性表明,文中所建立模型的精度能够满足工程分析的需要。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规... 详细信息

建立了空降车-气囊系统非线性有限元模型,并通过典型工况试验对模型进行了验证,空降车各测点的垂向冲击加速度的仿真结果与实测结果的高度一致性表明,文中所建立模型的精度能够满足工程分析的需要。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以通过迭代的方法进行优化的问题,研究采用建立等效响应模型方法进行缓冲气囊的参数优化,优化前后气囊缓冲特性的对比结果表明,气囊优化后空降车着陆冲击加速度最大值减小了19.81%,气囊的能量吸收能力提高了7.85%,气囊的缓冲性能有显著的提高。

关键词：机械工程其他学科空降车缓冲气囊非线性有限元法特性验证等效响应模型