可见光目标模拟系统分析及结构优化设计

论文摘要

在飞行器的研制过程中,实物试验耗时长、费用高,半实物仿真系统的出现有效的解决了这个难题。半实物仿真系统主要由目标运动模拟系统、飞行器姿态模拟系统、负载力矩模拟系统以及弹道仿真部分组成,在此系统中可以进行整个飞行器性能的测试,节省时间和大量的人力财力,所以越来越多的受到各国的重视。目标模拟系统作为模拟外场环境的部分,对整个系统起着至关重要的作用,有必要对其进行详细的分析,其实现方式、指标的确定和目标模拟器的研制是本文研究的主要内容。本文针对本实验室的建设需求,对比各种目标模拟的实现方式,结合本实验室的具体情况,提出了二维转台加目标模拟器来实现目标模拟系统的方案,并进行了论证,结合导引头指标对转台的指标进行了确定;结合导引头和转台的指标,对目标模拟器指标做了论证,提出了目标模拟器的主要指标;和光学研发中心合作共同开发了可见光目标模拟器,对目标模拟器性能做了分析,满足设计指标要求;针对此模拟器进行了结构设计和有限元建模,在此基础上对其进行了过载情况下的准静态分析和模态分析以验证初始设计的可行性;通过对二维转台、目标模拟器指标和光学系统误差的综合分析,确定了目标模拟器结构优化的约束及边界条件,进行了结构的轻量化分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 目标模拟系统概述
• 1.1.1 目标模拟系统研究背景
• 1.1.2 目标模拟系统研究现状
• 1.1.3 目标模拟系统发展趋势
• 1.2 计算机仿真在机械设计领域的应用
• 1.3 课题来源和研究意义
• 1.4 本文的研究内容
• 1.5 小结
• 第二章 目标模拟系统主要指标分析
• 2.1 目标模拟方式选择
• 2.2 目标模拟转台指标论证
• 2.3 目标模拟器指标
• 2.4 小结
• 第三章 目标模拟器设计
• 3.1 工作环境分析
• 3.2 光学系统设计
• 3.2.1 光学系统设计
• 3.2.2 光学系统性能分析
• 3.3 机械结构设计
• 3.3.1 材料选择
• 3.3.2 各部分详细设计
• 3.4 总体结构布局确定
• 3.5 小结
• 第四章 目标模拟器有限元分析
• 4.1 目标模拟器的有限元模型
• 4.1.1 目标模拟器结构图
• 4.1.2 模拟器结构简化
• 4.1.3 有限元模型的建立
• 4.2 目标模拟器的准静态分析
• 4.3 目标模拟器模态分析
• 4.4 小结
• 第五章 目标模拟器结构优化及验证
• 5.1 结构优化简介
• 5.2 目标模拟器的优化
• 5.2.1 模拟器拓扑优化
• 5.2.2 模拟器尺寸优化
• 5.2.3 优化结果验证
• 5.3 转接法兰盘的优化
• 5.3.1 法兰盘拓扑优化
• 5.3.2 法兰盘尺寸优化
• 5.3.3 优化结果验证
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 不足及下一步工作展望
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢