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高冲击载荷下磁流变阻尼器控制系统设计

高冲击载荷下磁流变阻尼器控制系统设计

作者：谢鹏飞南京理工大学

学位级别：硕士

由于武器系统发射时会瞬间产生高强度的冲击力,容易造成武器发射时的振动或跳动,影响射击的精确度和稳定性。本文利用磁流变阻尼器结构简单、响应速度快、功耗低、输出阻尼力大等优越性能,尤其是磁流变阻尼器输出阻尼力实时可调特性,设... 详细信息

由于武器系统发射时会瞬间产生高强度的冲击力,容易造成武器发射时的振动或跳动,影响射击的精确度和稳定性。本文利用磁流变阻尼器结构简单、响应速度快、功耗低、输出阻尼力大等优越性能,尤其是磁流变阻尼器输出阻尼力实时可调特性,设计并研制了一套磁流变阻尼器控制系统,根据火炮发射过程中动态特性的变化实时调节输出阻尼力的大小,实现火炮后坐力和后坐位移的“平台效应”,达到了对火炮发射时的缓冲减振作用。本文的主要研究内容有：（1）设计了适应于火炮发射环境的单杆长行程磁流变阻尼器,并推导了阻尼器的力学公式,分析了阻尼器受力大小与阻尼器模型参数之间的关系。（2）设计和研制了一套磁流变阻尼器缓冲控制系统,包括硬件研制和软件设计。硬件控制系统包括信号提取、信号调理、数字信号处理器采样控制以及电源驱动四个部分;软件控制系统利用数字信号处理器控制器实现了所设计的控制策略。（3）分析了磁流变缓冲控制系统的控制需求,提出了实现后坐阻力和后坐位移“平台效应”的控制目标,并设计了延时控制、模糊自适应控制和模糊PID控制策略。（4）利用火炮发射实验对磁流变缓冲控制系统进行验证,根据实验结果分析了整个系统的动态特性,评价控制策略的优缺点。通过比较各控制策略的阻尼力峰值和平台宽度,得到模糊PID控制策略的效果最优。

关键词：磁流变阻尼器高冲击载荷控制系统控制算法数字信号处理器

高冲击载荷作用下弹载记录仪防护系统动力学响应特性

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爆炸与冲击 2019年第12期39卷 114-122页

作者：程祥利赵慧焦敏叶海福李林川中国工程物理研究院电子工程研究所

为了给弹载记录仪的防护设计提供依据,从机械振动的角度揭示了高冲击载荷作用下弹载记录仪防护系统的动力学响应机理。在分析弹载记录仪内部载荷传递关系的基础上,基于双自由度弹簧-质量-阻尼系统建立了一种简化的防护系统动力学响应模... 详细信息

为了给弹载记录仪的防护设计提供依据,从机械振动的角度揭示了高冲击载荷作用下弹载记录仪防护系统的动力学响应机理。在分析弹载记录仪内部载荷传递关系的基础上,基于双自由度弹簧-质量-阻尼系统建立了一种简化的防护系统动力学响应模型,并开展了数值模拟,通过脉冲响应分析和谐响应分析辨识了模型参数。理论计算与数值模拟的对比分析结果表明:建立的动力学响应模型能较准确地预测高冲击载荷作用下弹载记录仪防护系统的动力学响应特性。在此基础上,以模型的幅频响应特性为依据,分析了防护系统动力学响应特性随各种参数的变化规律。研究结果可为更有效地指导弹载记录仪的防护设计提供依据。

关键词：高冲击载荷弹载记录仪动力学响应模型弹簧-质量-阻尼系统脉冲响应分析谐响应分析

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涡轮发电机组件在高冲击载荷下的可靠性研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第9期 1-6页

作者：卢浩河南机电职业学院河南新郑451191

本文针对涡轮发电机组件及某数据存储器在高过载应力冲击和高温(180)低温(-60)冲击下应用比较成熟的有限元软件进行仿真模拟,围绕高过载下电子设备的损坏过程和主要损伤部位进行数值模拟,发现应力集中部位并得到理论的应力承载极限数据... 详细信息

本文针对涡轮发电机组件及某数据存储器在高过载应力冲击和高温(180)低温(-60)冲击下应用比较成熟的有限元软件进行仿真模拟,围绕高过载下电子设备的损坏过程和主要损伤部位进行数值模拟,发现应力集中部位并得到理论的应力承载极限数据,根据所得仿真数据,设计实验剖面,并在标准锤击机和高级速度跌落台上进行冲击强化试验,实验与仿真相结合,从而确定涡轮发电机组件的可靠性和其薄弱环节的改进建议。

关键词：涡轮发电机组件可靠性高冲击载荷模拟仿真

高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究

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火炮发射与控制学报 2021年第1期42卷 24-29页

作者：常亚郭保全丁宁黄通潘玉田中北大学机电工程学院山西太原030051 中北大学火炮技术研究中心山西太原030051 火箭军工程大学兵器发射理论与技术军队重点实验室陕西西安710025

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载... 详细信息

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载荷作用下的阻尼输出特性和动力学特性,研究分析了内筒和外筒电磁阻尼力的分布特点;重点探究了导磁筒厚度、导电筒厚度、气隙宽度以及磁靴厚度等参数对动力学特性的影响。研究结果表明:双筒型电磁阻尼器的阻尼力主要由内外导电筒提供,外导电筒占据主导部分;内外导磁筒厚度在一定范围内不会对阻尼力产生影响。

关键词：高冲击载荷电磁阻尼数值仿真动力学特性

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高冲击下引信用固态钽电容的参数变化

爆炸与冲击 2018年第2期38卷 419-425页

作者：李长龙高世桥牛少华刘海鹏北京理工大学机电学院北京100081

通过实验研究分析了高冲击载荷对固态钽电容器电容量、漏电流等电参数的影响。结果显示,钽电容电参数随着冲击载荷的升高,电容量增大,同时漏电流呈指数型升高。冲击过后,钽电容电参数可恢复至原来的量级。冲击载荷引起钽电容电参数变化... 详细信息

通过实验研究分析了高冲击载荷对固态钽电容器电容量、漏电流等电参数的影响。结果显示,钽电容电参数随着冲击载荷的升高,电容量增大,同时漏电流呈指数型升高。冲击过后,钽电容电参数可恢复至原来的量级。冲击载荷引起钽电容电参数变化的机理为:冲击引起的钽电容的弹性变形使电容量增大,冲击引起的介质层Ta2O5中的微裂缝以及冲击引发的介质层中陷阱浓度的增大使漏电流升高。

关键词：高冲击载荷固态钽电容电容量漏电流

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电磁阻尼器磁铁形状与阵列方式优化研究

兵器装备工程学报 2021年第5期42卷 118-122页

作者：丁宁郭保全常亚栾成龙黄通中北大学机电工程学院太原030051 中北大学火炮技术研究中心太原030051

利用Ansys Maxwell电磁仿真软件,建立了板型电磁阻尼器在高冲击载荷下的二维仿真模型。以某火炮为应用对象,以相同磁铁质量为基础,研究了不同磁铁形状、不同阵列方式下电磁阻尼器的阻尼效率。研究表明:磁铁形状对阻尼效率有较大的影响,... 详细信息

利用Ansys Maxwell电磁仿真软件,建立了板型电磁阻尼器在高冲击载荷下的二维仿真模型。以某火炮为应用对象,以相同磁铁质量为基础,研究了不同磁铁形状、不同阵列方式下电磁阻尼器的阻尼效率。研究表明:磁铁形状对阻尼效率有较大的影响,在磁铁质量一定的情况下,磁铁宽高比、长高比均存在最优值,随着磁铁宽长比的减少,磁铁效率下降;随着磁铁宽高比、宽长比的减少,总模型效率上升,可以通过增加磁铁数来保证阻尼性能;磁铁阵列方式对阻尼性能的影响较小,但随着阵列层数增加,总模型效率降低。

关键词：电磁阻尼器高冲击载荷磁铁形状阵列方式参数分析