本文關(guān)鍵詞：氣體彈射器的動力學(xué)建模及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：彈射器是航空母艦上最重要的設(shè)備之一,它是保證重型艦載機(jī)能夠正常起飛的必不可少的因素,它能大幅縮短艦載機(jī)起飛所需的滑行距離,確保在規(guī)定的位移內(nèi)艦載機(jī)能達(dá)到起飛速度。現(xiàn)代航空母艦上所使用的彈射器是美國的蒸汽式彈射器,也只有美國掌握蒸汽式彈射器的所有技術(shù),且嚴(yán)格對外保密。 基于此種狀況,本文提出了一種新型的彈射器,它的彈射介質(zhì)是液氮,且采用閉口氣缸的設(shè)計,利用鋼絲繩的牽引來帶動艦載機(jī)加速從而在一定的位移內(nèi)達(dá)到起飛速度。其中,彈射氣缸與剎車設(shè)備是彈射器的兩大關(guān)鍵難點,本文重點對這兩項進(jìn)行研究。 彈射氣缸在彈射過程中是一個非線性的過程,艦載機(jī)的升力隨著艦載機(jī)的速度而作非線性的變化,空氣阻力也隨著速度作非線性的變化,氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)隨著活塞的速度及進(jìn)氣速率而作非線性的變化,進(jìn)氣速率也隨著氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)、閥門開啟速率、閥口面積而作非線性的變化,漏氣率也隨著氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)而作非線性的變化。將這些非線性因素綜合起來,建立整個彈射過程的非線性數(shù)學(xué)模型,然后用Matlab的Simulink工具箱進(jìn)行仿真,從數(shù)量上直觀反映這些非線性因素的具體數(shù)值及對彈射的影響。為了驗證上述數(shù)學(xué)模型的正確性,再用AMESim搭建模型進(jìn)行仿真,得出與上述數(shù)學(xué)模型的參數(shù)相對應(yīng)的曲線,以兩者曲線的相似程度來判斷結(jié)果的正確與否。然后根據(jù)這些正確的參數(shù)來對氣缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 制動液壓缸的制動過程也是一個非線性的過程,排液速率隨著液壓缸內(nèi)的壓強(qiáng)及排液閥的閥口面積而作非線性的變化,同時液壓油的壓縮量也隨著液壓缸內(nèi)的壓強(qiáng)而非線性的變化,這樣制動的加速度也是非線性的。根據(jù)上述非線性的因素,建立制動過程的數(shù)學(xué)模型,然后在Simulink中搭建模型進(jìn)行仿真,得出結(jié)果后,再用AMESim搭建模型進(jìn)行驗證,然后得出液壓缸的各項結(jié)構(gòu)參數(shù)。 本文的結(jié)果為我國進(jìn)一步深入研究航空母艦彈射器具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：彈射器 氣缸 制動液壓缸 數(shù)學(xué)模型 Simulink AMESim 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.771
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 序9-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 課題背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究概況13-16
• 1.2.1 國外研究概況13-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究概況15-16
• 1.3 課題的研究意義16
• 1.4 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)16-18
• 2 總體方案設(shè)計18-24
• 2.1 原始方案設(shè)計18-22
• 2.1.1 技術(shù)方案18-20
• 2.1.2 方案對比20-22
• 2.2 改進(jìn)方案設(shè)計22-24
• 3 氣缸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與仿真24-64
• 3.1 氣缸彈射過程的數(shù)學(xué)模型24-27
• 3.1.1 彈射過程的受力分析24-26
• 3.1.2 彈射過程的熱力學(xué)分析26-27
• 3.2 Simulink仿真27-36
• 3.2.1 等溫過程的Simulink仿真28-30
• 3.2.2 絕熱過程的Simulink仿真30-33
• 3.2.3 熱交換過程的Simulink仿真33-36
• 3.3 AMESim仿真36-39
• 3.4 仿真結(jié)果及分析39-58
• 3.4.1 缸徑的影響39-42
• 3.4.2 儲氣筒壓力的影響42-45
• 3.4.3 閥口開啟速率的影響45-48
• 3.4.4 閥口開啟面積的影響48-51
• 3.4.5 漏氣率的影響51-54
• 3.4.6 止動應(yīng)力螺栓的影響54-55
• 3.4.7 艦載機(jī)質(zhì)量不同時的影響55-58
• 3.5 仿真結(jié)果的優(yōu)化58-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 4 液壓制動缸制動過程的建模及仿真64-84
• 4.1 液壓制動缸的數(shù)學(xué)模型64-66
• 4.1.1 液壓油不可壓縮的數(shù)學(xué)模型64-65
• 4.1.2 液壓油可壓縮的數(shù)學(xué)模型65-66
• 4.2 Simulink仿真66-77
• 4.2.1 液壓油不可壓縮的Simulink仿真67-68
• 4.2.2 液壓油可壓縮的Simulink仿真68-77
• 4.3 AMESim仿真77-83
• 4.3.1 直接緩沖的AMESim仿真77-79
• 4.3.2 間接緩沖的AMESim仿真79-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 5 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的設(shè)計84-94
• 5.1 鋼絲繩的設(shè)計84-87
• 5.2 滑車的設(shè)計87-91
• 5.3 滑輪的設(shè)計91
• 5.4 氣缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計91-92
• 5.5 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計92-93
• 5.6 本章小結(jié)93-94
• 6 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 總結(jié)94
• 6.2 展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-98
• 附錄98-100
• 作者簡歷100-104
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集104

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：氣體彈射器的動力學(xué)建模及仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330768