艦載機(jī)攔阻系統(tǒng)的有限元建模及仿真分析.pdf

1、航空母艦是一個(gè)國家綜合實(shí)力的體現(xiàn)，它的出現(xiàn)大大提高了各國海軍的綜合作戰(zhàn)能力。艦載戰(zhàn)斗機(jī)是航空母艦主要的武器裝備，它也使航母編隊(duì)的軍事作戰(zhàn)能力覆蓋到全球。為了使艦載飛機(jī)在有限長(zhǎng)度的甲板上安全著艦，必須通過航母上的攔阻系統(tǒng)進(jìn)行減速制動(dòng)。性能良好的攔阻系統(tǒng)，是艦載機(jī)飛行員和甲板工作人員安全的重要保障。在攔阻系統(tǒng)的作用下，可以實(shí)現(xiàn)不同速度和質(zhì)量的艦載機(jī)等距離攔停，從而大大提高了航母的綜合作戰(zhàn)能力。目前對(duì)于攔阻系統(tǒng)的研究，一般都把重點(diǎn)放在液壓系統(tǒng)

2、的性能分析和建模上，而對(duì)于攔阻系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析的還不是很多。
　　 論文以美國MK7.MOD3型攔阻系統(tǒng)為參考基礎(chǔ)，首先探討了艦載機(jī)的著艦程序，介紹了攔阻系統(tǒng)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，研究了艦載機(jī)著艦時(shí)初次沖擊下橫向應(yīng)力波的形成、第二次沖擊下斜向應(yīng)力波的傳播以及攔阻索的松弛問題。然后探討了攔阻力的變化規(guī)律，在攔阻索最大許用拉力和艦載機(jī)最大過載的同時(shí)限制下，確定了攔阻力的取值范圍，并通過對(duì)攔阻索和主液壓缸的受力分析，得到了攔阻力

3、與艦載機(jī)位移的微分方程組。
　　 為了得到完整的艦載機(jī)攔阻系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，在適當(dāng)選取了參考系和坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，建立了艦載機(jī)的剛體動(dòng)力學(xué)方程和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并且給出了作用在艦載機(jī)上的幾種主要載荷(空氣動(dòng)力、艦載機(jī)的重力、艦載機(jī)自身推力以及攔阻索的攔阻力)的求解方法。然后，在對(duì)攔阻索上任意一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)上，建立了繩索動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)于幾個(gè)主要液壓子系統(tǒng)(攔阻索系統(tǒng)、定長(zhǎng)沖跑系統(tǒng)、鋼索末端緩沖系統(tǒng)、滑輪緩沖系統(tǒng))分別進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。

4、
　　 攔阻系統(tǒng)是一個(gè)剛-柔混合的多體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，為了更好地模擬繩索柔性體使仿真結(jié)果更接近真實(shí)系統(tǒng)，論文利用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA對(duì)攔阻系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。首先介紹了有限元建模的算法基礎(chǔ)，然后根據(jù)攔阻系統(tǒng)的模型參數(shù)創(chuàng)建了系統(tǒng)的幾何實(shí)體模型，采用自由網(wǎng)格劃分方式對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后就得到了有限元模型并且輸出了含有模型信息的關(guān)鍵字文件。存后處理軟件中為模型施加了主要載荷曲線，設(shè)置了艦載機(jī)的初始速度，最后利用重啟