炮風洞能夠產(chǎn)生高超聲速流場,是一種極其重要的研制高超聲速武器的空氣動力學地面試驗裝置�；钊鳛榕陲L洞的重要部件之一,其綜合設(shè)計品質(zhì)不僅直接影響風洞試驗數(shù)據(jù),而且活塞成本高昂,其使用壽命直接關(guān)系到風洞運行成本。由于炮風洞活塞實際運行工況復雜,給活塞結(jié)構(gòu)的理論分析帶來極大困難。因此,如何在給定的尺寸、質(zhì)量和工況條件下,通過開展新型活塞結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計,研究活塞的靜載力學特性,分析活塞的沖擊動力學響應(yīng)規(guī)律,提出新型活塞結(jié)構(gòu)形式,具有重要的研究價值和工程意義。本文首先根據(jù)拓撲優(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)計方案。經(jīng)過分析對比概念性設(shè)計方案,開展了活塞結(jié)構(gòu)主承壓部和裙部的細節(jié)設(shè)計和計算,提出了活塞結(jié)構(gòu)裙部和主體承壓部的一體化設(shè)計思想。然后,基于新型活塞結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計方案,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)等振動特性,分析了結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)規(guī)律,并通過建立活塞結(jié)構(gòu)非線性動力學模型,重點研究了新型活塞結(jié)構(gòu)正撞剛性墻動力學響應(yīng)規(guī)... 

【文章來源】：電子科技大學四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢
        1.2.1 沖擊活塞結(jié)構(gòu)形式研究現(xiàn)狀
        1.2.2 金屬動態(tài)本構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 活塞沖擊動力學研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 活塞力學建模理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 有限元優(yōu)化設(shè)計方法
        2.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        2.2.2 結(jié)構(gòu)拓撲優(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)計與優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 活塞結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計
        3.2.1 設(shè)計要求
        3.2.2 拓撲優(yōu)化數(shù)學模型
        3.2.3 活塞主承壓部優(yōu)化結(jié)果
    3.3 活塞概念型設(shè)計方案
    3.4 新型活塞結(jié)構(gòu)細節(jié)優(yōu)化設(shè)計
        3.4.1 主承壓部結(jié)構(gòu)細節(jié)優(yōu)化設(shè)計
        3.4.2 活塞裙部細節(jié)優(yōu)化設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 新型活塞靜載承壓力學特性研究
    4.1 引言
    4.2 活塞靜載有限元力學建模
        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特性分析
        4.3.1 新型活塞結(jié)構(gòu)主承壓部靜強度與剛度分析
        4.3.2 新型活塞結(jié)構(gòu)裙部靜強度和剛度研究
    4.4 新舊活塞靜載對比分析
        4.4.1 新舊活塞結(jié)構(gòu)主承壓部對比分析
        4.4.2 新舊活塞結(jié)構(gòu)裙部對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 新型活塞振動特性與沖擊動力學行為研究
    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)與剛性墻沖擊動力學分析
        5.4.1 新型活塞結(jié)構(gòu)與剛性墻沖擊動力學建模
        5.4.2 新型活塞動態(tài)響應(yīng)分析
        5.4.3 新型活塞與原有活塞沖擊對比分析
    5.5 彈簧-阻尼緩沖器對活塞沖擊影響研究
        5.5.1 緩沖原理
        5.5.2 緩沖器對活塞沖擊影響有限元分析
        5.5.3 不同參數(shù)對緩沖性能的影響
    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



本文編號：3636695