艦載機攔阻系統(tǒng)的有限元建模及仿真分析.pdf

1、航空母艦是一個國家綜合實力的體現，它的出現大大提高了各國海軍的綜合作戰(zhàn)能力。艦載戰(zhàn)斗機是航空母艦主要的武器裝備，它也使航母編隊的軍事作戰(zhàn)能力覆蓋到全球。為了使艦載飛機在有限長度的甲板上安全著艦，必須通過航母上的攔阻系統(tǒng)進行減速制動。性能良好的攔阻系統(tǒng)，是艦載機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，可以實現不同速度和質量的艦載機等距離攔停，從而大大提高了航母的綜合作戰(zhàn)能力。目前對于攔阻系統(tǒng)的研究，一般都把重點放在液壓系統(tǒng)

2、的性能分析和建模上，而對于攔阻系統(tǒng)進行動力學響應分析的還不是很多。
　　 論文以美國MK7.MOD3型攔阻系統(tǒng)為參考基礎，首先探討了艦載機的著艦程序，介紹了攔阻系統(tǒng)的工作原理和基本結構，研究了艦載機著艦時初次沖擊下橫向應力波的形成、第二次沖擊下斜向應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最大過載的同時限制下，確定了攔阻力的取值范圍，并通過對攔阻索和主液壓缸的受力分析，得到了攔阻力

3、與艦載機位移的微分方程組。
　　 為了得到完整的艦載機攔阻系統(tǒng)數學模型，在適當選取了參考系和坐標系的基礎上，建立了艦載機的剛體動力學方程和剛體運動學方程，并且給出了作用在艦載機上的幾種主要載荷(空氣動力、艦載機的重力、艦載機自身推力以及攔阻索的攔阻力)的求解方法。然后，在對攔阻索上任意一點運動分析的基礎上，建立了繩索動力學模型，對于幾個主要液壓子系統(tǒng)(攔阻索系統(tǒng)、定長沖跑系統(tǒng)、鋼索末端緩沖系統(tǒng)、滑輪緩沖系統(tǒng))分別進行了數學建模。

4、
　　 攔阻系統(tǒng)是一個剛-柔混合的多體動力學系統(tǒng)，為了更好地模擬繩索柔性體使仿真結果更接近真實系統(tǒng)，論文利用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA對攔阻系統(tǒng)進行了仿真分析。首先介紹了有限元建模的算法基礎，然后根據攔阻系統(tǒng)的模型參數創(chuàng)建了系統(tǒng)的幾何實體模型，采用自由網格劃分方式對實體模型進行網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鍵字文件。存后處理軟件中為模型施加了主要載荷曲線，設置了艦載機的初始速度，最后利用重啟