Analysis of motion on agile shell-feeding system

Since cannon drum of agile shell-feeding system rotates frequently and intermittently, its motion must be steady. Outline of driving cam determines the motion of cannon drum, so it is necessary to select the proper outline of cam. Through analysis of parabolic outline and cycloid outline of the cams, the outline that combines the two curves is obtained. According to the demand of production, the value of the outline is revised, and then the method of fitting curve is used to get the expression of the angle of cam and the displacement of the driven part. Through analyzing the motion of the cannon drum, it is suggested that the angle of the cam is proportion to the displacement of the driven part. The cam with the specially derived outline can move steadily.     

基于Pro/ENGINEER Wildfire 2.0盘形凸轮的三维模型设计

阐述了在Pro/E环境下,利用软件的图形特征和变截面扫描命令设计盘形凸轮三维模型的详细步骤,并提供了实现盘形凸轮参数化设计的方法。利用此方法能够设计出对应于大多数从动件运动规律曲线的盘形凸轮,而且设计精度高,方便快捷,提高了设计效率。     

某型转管炮凸轮曲线槽约束下的闩体运动分析

某型小口径转管炮炮箱内设计有封闭的曲线槽，炮闩随星形体围绕炮箱轴线转动的同时，炮箱曲线槽轨道迫使炮闩滚轮及闩体沿着星形体导槽前后往复直线运动。作者在工作实践中，基于I-DEAS软件的Mechanism Design模块，完成了某转管炮闩体在曲线槽约束下的运动学分析。     

潜艇运动的非线性滑动控制

文章对潜艇运动模型作了合理简化后,考虑了潜艇横向速度对向角速度的影响;并通过运动方程估计垂向速度,地ＭＩＭＯ非线性系统直接进行联合操舵控制规律的综合,研究潜艇航深稳定和潜浮运动的控制问题。得出的滑动控制规律物理机理明确仿真结果表明,控制效果良好。     

基于Pro/E的圆锥滚子弧面分度凸轮参数化设计与单侧面加工研究

本文对水下作业机械手中的关键部件,弧面分度凸轮机构进行研究,介绍了基于Pro/E圆锥滚子弧面凸轮参数化建模方法,对应用Pro/Program进行参数化的方法进行了深入分析,以Microsoft Visual Basic 6.0为开发工具建立了参数驱动界面,实现Pro/E的二次开发,有效地提高了产品的设计效率。用ADAMS软件进行运动仿真,验证了参数化设计的正确性。并以圆锥滚子弧面分度凸轮机构为研究对象,介绍了圆锥滚子弧面分度凸轮的加工难点及解决方法,给出了刀位控制的数学模型,用Matlab仿真计算验证其可行性。     

系泊多浮体系统流固耦合和浮体间耦合动力分析

利用多刚体力学运动学方法进行系统铁数学描述。以系统摇荡时各浮体质心位移和浮体角位移表达广义速率。进而表达出有关偏速度、偏角速度、加速度和角加速度。单个系泊浮体在规则波作用下，所受的流体动压力用势流理论计算。多浮体系统摇荡时除入射规则波外，每一浮体的摇荡辐射波对其他浮体也构成了入射波并作用以流体动压力。表达出系统的广义主动力和广义惯性力后代入Kane方程，补充以浮体间的运动约束方程，消去时间因子后得到求解各浮体质心位移和浮体角位移的复数线性代数方程组。     

电机-智能材料复合型仿生鳍设计及分析

针对目前开发的仿生鱼鳍驱动方式及其功能单一等不足,提出一种电机-智能材料复合型仿生鳍。首先介绍仿生鳍机构原理及设计思路,对仿生鳍单元的运动关系进行建模;结合动力学仿真软件分析不同曲柄长度时鳍条运动角位移、角速度和角加速度随时间的变化情况;最后试验测试仿生鳍推进器的平均推进速度和平均推进力随鳍条运动频率的变化情况,并比较分析相同运动学参数下鳍条摆幅从根部至端部逐渐增大运动模式和鳍条摆幅从根部至端部等幅运动模式推进性能的差异。该研究充分利用机电系统响应速度快和驱动力大的优势,结合智能材料形状记忆合金功重比高和柔性驱动等优点,使仿生鳍不仅实现了两种驱动方式上的融合,而且通过仿生鳍的多种运动方式(波动、摆动以及复杂三维柔性运动),满足了巡游、转弯以及稳定性调节等多种需求。     

机器鳕鱼胸鳍/尾鳍协同推进直线游动动力学建模与实验研究

设计了一种二自由度胸鳍/尾鳍协同推进的仿生机器鳕鱼,其胸鳍推进机构不仅能够单独实现前后拍翼运动、摇翼运动以及两者的复合运动,而且还可与尾鳍实现协同推进,进而分别建立了胸鳍单独推进、胸鳍/尾鳍协同推进时的水动力学模型。数值仿真及实验结果均表明,胸鳍复合运动与尾鳍协同推进时,仿生机器鱼游速最快,可达0.30 m/s,胸鳍摇翼运动推进时游速最低,仅为0.05 m/s,其他推进方式的游速介于二者之间,但均能够实现稳定的游动。与现有结果相比,所设计仿生机器鱼直线游动模态多样,稳定游速可选范围较宽,机动性较好。     

计及形变的滚塑船艇横摇运动中的混沌及其控制

以渔家乐滚塑休闲船为例,考虑船艇体的弹性形变、随机风速和随机波浪等非线性因素,采用时历图、相图、功率谱和Lyapunov指数从不同角度剖析船艇横摇中的动力学特性,然后应用精确反馈线性化和闭环增益成形算法相结合的方法设计控制器,使船艇脱离混沌状态。仿真结果表明：当计及船体弹性形变时,横摇频率加快,角速度和角加速度均增大,船艇稳性和舒适感变差;随着风和浪所含谐波次数的增加,横摇更加剧烈,混沌现象愈显著;所设计的控制器能够有效控制其混沌,从而达到增加船艇安全性、稳定性和舒适性的目的。     

声学浮标正弦垂直运动抑制及流噪声计算（英文）

The flow noise associated with sinusoidal vertical motion of a sonobuoy restrains its working performance.In practice,a suspension system consisting of elastic suspension cable and isolation mass is adopted to isolate the hydrophone from large vertical motions of the buoy on the ocean surface.In the present study,a theoretical model of vertical motion based on the sonobuoy suspension system was proposed.The vertical motion velocity response of the hydrophone of a sonobuoy can be obtained by solving the theoretical model with Runge-Kutta algorithm.The flow noise of the hydrophone at this response motion velocity was predicted using a hybrid computational fluid dynamics(CFD)-Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H) technique.The simulation results revealed that adding the elastic suspension cable with an appropriate elastic constant and counterweight with an appropriate mass have a good effect on reducing the flow noise caused by the sonobuoy vertical motion.The validation of this hybrid computational method used for reliable prediction of flow noise was also carried out on the basis of experimental data and empirical formula.The finds of this study can supply the deep understandings of the relationships between flow noise reduction and sonobuoy optimization.     

基于改进的Logvinovich法对带横摇运动非对称楔形体入水砰击力的计算(英文)

The water entry problem of an asymmetric wedge with roll motion was analyzed by the method of a modified Logvinovich model (MLM). The MLM is a kind of analytical model based on the Wagner method, which linearizes the free surface condition and body boundary condition. The difference is that the MLM applies a nonlinear Bernoulli equation to obtain pressure distribution, which has been proven to be helpful to enhance the accuracy of hydrodynamic loads. The Wagner condition in this paper was generalized to solve the problem of the water entry of a wedge body with rotational velocity. The comparison of wet width between the MLM and a fully nonlinear numerical approach was given, and they agree well with each other. The effect of angular velocity on the hydrodynamic loads of a wedge body was investigated.     

伪随机二进制操舵系统

本文介绍用以辨识船舶运动方程系数的伪随机二进制信号发生器的基本原理、使用方法和精度。并分别介绍了舵机及记录输出信号的航向陀螺和角速度陀螺,这些设备可用于船模试验。     

铰接多浮体耦合解析计算

利用Lagrange方程求解波浪作用下的铰接多浮体结构运动响应.基于二维微幅波理论,将流场分成若干子区域,在每个子区域内将速度势用特征函数展开,在各区域边界上进行速度势及水平速度的匹配并结合运动方程耦合求解速度势中的系数及结构响应值.计算与实验结果的比较表明,所采用的计算方法是合理的,可以为研究波浪与铰接多浮体相互作用作为参考.     

基于星敏感器的载体角速度测定方法研究

提出了一种新的测定航天器角速度矢量的方法。该方法只需得到来自星敏感器的载体矢量测量信息,就可确定载体角速度。提出了基于各种不同差分法的运算规则,表示出了每种近似法的估计误差协方差。仿真结果表明,结合简单的滤波,该方法能够提供非常精确的角速度估计值,而且计算量远比卡尔曼滤波小得多。     

船舶垂荡与纵摇耦合运动频率散射机制研究

针对船舶纵向速度振荡对垂荡与纵摇耦合运动建立运动响应模型,基于弗劳德-克雷洛夫假定,采用切片法推导切片的浮力、阻尼力和惯性力,通过对切片的积分得到了船体垂荡与纵摇的水动力(矩),推导并得到垂荡与纵摇耦合运动响应方程。以某隐身船为实例,初步分析遭遇频率散射强度和散射频率对耦合运动的影响,得到增大散射强度和散射频率可以减弱耦合运动及其剧烈程度的初步结论。     

水火弯板工艺参数和角变形关系的有限元分析

对于完全采用水火弯板成形船体板的情况,根据要加工形成的角变形量给出合适的工艺参数是水火弯板成形系统必须解决的问题.为了确定工艺参数,必须探索加热条件和角变形之间的关系.为此,文章提出了利用小板的变形来研究大板变形情况的相似性规律,并且用体功率模型来综合地考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度对角变形所引起的综合作用.基于这些分析方法,利用三维有限元法分析热源气体流量和热源速度对于不同厚度钢板的成形关系.     

基于CFD技术的砰击载荷强度直接计算

研究基于CFD技术的船舶砰击载荷预报及强度的直接计算,以通过对船波相对运动的短期预报得到入水速度极值,由积分变换得到入水速度的时历曲线,以CFD软件实现船体典型剖面入水砰击载荷的计算,得到船体剖面压力的空间分布,结果表明,船体剖面的压力随着位置高度的增加呈减小趋势,最后通过对某集装箱船进行有限元强度评估,验证了本文砰击强度直接计算方法的合理性和实用性。     

船用蝶阀液压控制系统的数值仿真

液控蝶阀以其启闭扭矩大、压力损失小和适合用于大中口径管道等特点,在船舶领域得到了广泛应用。基于船舶中某一常用规格的中线对称阀瓣的液控蝶阀,建立该液控蝶阀在实际工况下启闭控制液压系统的数学模型,并进行数值仿真和试验研究。仿真及试验结果表明:液控蝶阀启闭时的转动角速度及其误差受蓄能器排油量、管路压力损失、液压介质的温度以及液控蝶阀的负载影响较大。这一仿真分析及试验结果可为蝶阀液压控制系统中蓄能器总容量和管路通径的选择、液控蝶阀结构型式和规格的确定及其所输送流体运动参数的设计提供依据。     

水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力分析

水下航行器凸轮发动机的凸轮机构是其主要受力部件,在设计过程中必须进行强度校核。通过对凸轮和圆柱滚轮的接触情况进行分析,运用微分几何理论导出了凸轮的工作曲面方程和接触点的诱导法曲率模型,采用弹性力学中的赫兹理论,建立了凸轮机构的接触应力模型,并进行了算例分析。仿真模型能准确地计算水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力,可为其设计和参数的选择提供理论依据。     

凸轮发动机轴系扭振模态综合分析

本文采用模态综合技术对凸轮发动机轴系进行扭振分析，即根据凸轮发动机的结构针基划分为若干具有简单形式匠子结构，各子结构用有限元法进行计算，选取各子结构的低阶模态参加综合，从而提高分析效率。在要机上进行了扭振测量，并在和试验的基础上对凸轮发动机轴导振特性进行了初步探讨。