炮風(fēng)洞能夠產(chǎn)生高超聲速流場(chǎng),是一種極其重要的研制高超聲速武器的空氣動(dòng)力學(xué)地面試驗(yàn)裝置�；钊鳛榕陲L(fēng)洞的重要部件之一,其綜合設(shè)計(jì)品質(zhì)不僅直接影響風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù),而且活塞成本高昂,其使用壽命直接關(guān)系到風(fēng)洞運(yùn)行成本。由于炮風(fēng)洞活塞實(shí)際運(yùn)行工況復(fù)雜,給活塞結(jié)構(gòu)的理論分析帶來(lái)極大困難。因此,如何在給定的尺寸、質(zhì)量和工況條件下,通過(guò)開(kāi)展新型活塞結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計(jì),研究活塞的靜載力學(xué)特性,分析活塞的沖擊動(dòng)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律,提出新型活塞結(jié)構(gòu)形式,具有重要的研究?jī)r(jià)值和工程意義。本文首先根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化方法,初步確定結(jié)構(gòu)的主承壓部結(jié)構(gòu)型式,并結(jié)合約束條件,提出活塞結(jié)構(gòu)的概念性設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)分析對(duì)比概念性設(shè)計(jì)方案,開(kāi)展了活塞結(jié)構(gòu)主承壓部和裙部的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和計(jì)算,提出了活塞結(jié)構(gòu)裙部和主體承壓部的一體化設(shè)計(jì)思想。然后,基于新型活塞結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)方案,建立了新型活塞結(jié)構(gòu)靜載分析有限元模型,著重分析了活塞主承壓部的承載能力和裙部的徑向抗側(cè)壓能力,以校核評(píng)估新型活塞結(jié)構(gòu)的靜壓承載特性。最后,研究了新型活塞結(jié)構(gòu)固有頻率及模態(tài)等振動(dòng)特性,分析了結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)規(guī)律,并通過(guò)建立活塞結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力學(xué)模型,重點(diǎn)研究了新型活塞結(jié)構(gòu)正撞剛性墻動(dòng)力學(xué)響應(yīng)規(guī)... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢(shì)
        1.2.1 沖擊活塞結(jié)構(gòu)形式研究現(xiàn)狀
        1.2.2 金屬動(dòng)態(tài)本構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 活塞沖擊動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 活塞力學(xué)建模理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
        2.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        2.2.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法
    2.3 金屬本構(gòu)關(guān)系
        2.3.1 彈塑性本構(gòu)關(guān)系
        2.3.2 材料應(yīng)變率
        2.3.3 2A12 鋁合金動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系
    2.4 非線性有限元方法
        2.4.1 顯式積分算法
        2.4.2 非線性接觸方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 新型活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 活塞結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.1 設(shè)計(jì)要求
        3.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 活塞主承壓部?jī)?yōu)化結(jié)果
    3.3 活塞概念型設(shè)計(jì)方案
    3.4 新型活塞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.1 主承壓部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.4.2 活塞裙部細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 新型活塞靜載承壓力學(xué)特性研究
    4.1 引言
    4.2 活塞靜載有限元力學(xué)建模
        4.2.1 單元網(wǎng)格離散
        4.2.2 邊界條件與載荷施加
        4.2.3 材料定義及單元截面特性賦予
    4.3 典型工況下活塞靜載力學(xué)特性分析
        4.3.1 新型活塞結(jié)構(gòu)主承壓部靜強(qiáng)度與剛度分析
        4.3.2 新型活塞結(jié)構(gòu)裙部靜強(qiáng)度和剛度研究
    4.4 新舊活塞靜載對(duì)比分析
        4.4.1 新舊活塞結(jié)構(gòu)主承壓部對(duì)比分析
        4.4.2 新舊活塞結(jié)構(gòu)裙部對(duì)比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 新型活塞振動(dòng)特性與沖擊動(dòng)力學(xué)行為研究
    5.1 引言
    5.2 新型活塞結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
        5.2.1 模態(tài)分析基本理論
        5.2.2 無(wú)約束狀態(tài)下模態(tài)分析結(jié)果
        5.2.3 撞擊部固支約束下的活塞模態(tài)分析結(jié)果
        5.2.4 兩種約束條件下仿真結(jié)果對(duì)比分析
    5.3 新型活塞結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析
        5.3.1 模態(tài)疊加法基本理論
        5.3.2 新型活塞結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)結(jié)果分析
    5.4 新型活塞結(jié)構(gòu)與剛性墻沖擊動(dòng)力學(xué)分析
        5.4.1 新型活塞結(jié)構(gòu)與剛性墻沖擊動(dòng)力學(xué)建模
        5.4.2 新型活塞動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
        5.4.3 新型活塞與原有活塞沖擊對(duì)比分析
    5.5 彈簧-阻尼緩沖器對(duì)活塞沖擊影響研究
        5.5.1 緩沖原理
        5.5.2 緩沖器對(duì)活塞沖擊影響有限元分析
        5.5.3 不同參數(shù)對(duì)緩沖性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3636695