本文關(guān)鍵詞：沖壓式空投氣囊緩沖性能仿真與試驗(yàn)研究

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【摘要】：空投是目前非常重要的部隊(duì)投送和物資補(bǔ)給方式，物資裝備空投著陸時(shí)因?yàn)槭艿剿查g沖擊而容易遭到破壞，因此需要在著陸時(shí)采取緩沖保護(hù)措施，氣囊因?yàn)榫哂兄亓枯p、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性能良好等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但是，目前我國(guó)的空投氣囊緩沖技術(shù)的研究還處于初期階段，與一些發(fā)達(dá)國(guó)家還有不小差距。研究出性能更加優(yōu)良、緩沖更加高效的著陸緩沖氣囊系統(tǒng)是我國(guó)空投技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文從外形結(jié)構(gòu)、氣囊材料、進(jìn)氣孔結(jié)構(gòu)和排氣孔面積等方面對(duì)沖壓式空投氣囊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，氣囊靠下落速度自動(dòng)從氣囊底面進(jìn)氣孔沖壓集氣，不用攜帶高壓集氣瓶或氣體發(fā)生裝置，可大大減小空投系統(tǒng)重量。基于ANSYS/LS-DYNA軟件，對(duì)氣囊空投著陸緩沖過(guò)程進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果分析了氣囊緩沖過(guò)程中外形及應(yīng)力的變化、著陸裝備的位移、速度和加速度的變化以及氣囊的工作狀態(tài)。為驗(yàn)證本文的設(shè)計(jì)思想和仿真結(jié)果，進(jìn)行了類(lèi)空投試驗(yàn)，進(jìn)行了三組對(duì)比試驗(yàn)，記錄并分析了試驗(yàn)結(jié)果，與仿真結(jié)果作對(duì)比。 由仿真結(jié)果可知，氣囊?guī)缀鯖](méi)有發(fā)生反彈，著陸裝備的最大沖擊過(guò)載為17.9g，小于允許最大過(guò)載20g，氣囊滿足緩沖要求；由氣囊應(yīng)力變化云圖可知?dú)饽页霈F(xiàn)應(yīng)力最大的部位，由氣囊壓力變化曲線可知?dú)饽抑懢彌_過(guò)程中的最大囊內(nèi)氣體壓力為1.98×105Pa，，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)氣囊應(yīng)力較大的部位加強(qiáng)保護(hù)，并防止氣囊因壓力過(guò)大而發(fā)生爆裂。類(lèi)空投試驗(yàn)結(jié)果表明：沖壓式空投氣囊能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)充氣的功能，氣囊具有良好的緩沖效果。
【關(guān)鍵詞】：沖壓式 空投 氣囊緩沖 仿真 試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V244;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景和意義10-13
• 1.1.1 汽車(chē)安全氣囊11-12
• 1.1.2 飛行器及裝備著陸緩沖氣囊12
• 1.1.3 船舶用氣囊12-13
• 1.2 氣囊分類(lèi)概述13-17
• 1.2.1 密閉型氣囊13-14
• 1.2.2 排氣型氣囊14-16
• 1.2.3 組合型氣囊16-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.1 緩沖氣囊的解析分析17
• 1.3.2 緩沖氣囊的數(shù)值模擬17-18
• 1.3.3 緩沖氣囊的實(shí)驗(yàn)分析18
• 1.4 所用軟件介紹18-19
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排19-20
• 2 緩沖氣囊的有限元理論基礎(chǔ)20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 大變形基本理論20-24
• 2.2.1 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)描述20-22
• 2.2.2 大變形下的應(yīng)力與應(yīng)變22-23
• 2.2.3 守恒方程的建立23-24
• 2.3 CV 法氣囊模型基本理論24-26
• 2.4 中心差分法26-27
• 2.5 時(shí)間步長(zhǎng)控制27-29
• 2.5.1 質(zhì)量縮放28-29
• 2.5.2 子循環(huán)29
• 2.6 接觸－碰撞算法理論29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 3 沖壓式空投氣囊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 緩沖氣囊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-39
• 3.2.1 緩沖氣囊設(shè)計(jì)方法31-34
• 3.2.2 緩沖氣囊結(jié)構(gòu)外形的確定34-35
• 3.2.3 緩沖氣囊材料設(shè)計(jì)35-37
• 3.2.4 緩沖氣囊進(jìn)氣孔、排氣孔相關(guān)設(shè)計(jì)37-39
• 3.3 空投氣囊的優(yōu)勢(shì)39-42
• 3.3.1 降落傘面積減小40-41
• 3.3.2 空投時(shí)間減小41
• 3.3.3 空投精度提高41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 氣囊著陸緩沖過(guò)程的仿真43-60
• 4.1 引言43
• 4.2 氣囊有限元模型的建立43-51
• 4.2.1 幾何模型的建立和導(dǎo)入44-45
• 4.2.2 材料屬性的定義45-47
• 4.2.3 氣囊關(guān)鍵字定義47-48
• 4.2.4 接觸定義48-49
• 4.2.5 系統(tǒng)模型49-51
• 4.3 仿真結(jié)果及分析51-59
• 4.3.1 氣囊外形及應(yīng)力變化51-53
• 4.3.2 著陸裝備位移分析53-55
• 4.3.3 著陸裝備速度分析55-56
• 4.3.4 著陸裝備加速度分析56-58
• 4.3.5 緩沖氣囊工作狀態(tài)分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 氣囊緩沖性能類(lèi)空投試驗(yàn)60-75
• 5.1 引言60
• 5.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備60-64
• 5.2.1 材料的選擇60-62
• 5.2.2 簡(jiǎn)易空投系統(tǒng)制作62-64
• 5.3 試驗(yàn)過(guò)程64-72
• 5.3.1 試驗(yàn)地點(diǎn)64-65
• 5.3.2 試驗(yàn)物品和材料65-66
• 5.3.3 試驗(yàn)步驟66-72
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)分析72-73
• 5.5 試驗(yàn)改進(jìn)73
• 5.6 本章小結(jié)73-75
• 6 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果81-82
• 致謝82-83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：967137