折叠翼面展开机构设计及其力学性能研究

论文摘要

折叠翼面是导弹弹体的重要组成部分，可使导弹发射装置小型化、运输贮存简单方便。目前所使用的折叠翼面大多具有一次性展开锁定功能、展开时间短且展开锁定冲击较大。因此，开发一种具有重复折展功能、展开锁定冲击小可靠性高的折叠翼面展开机构对提高导弹发射机动性和打击目标准确性具有重要意义。在综合分析国内外折叠翼面展开机构研究现状和发展趋势的基础上，结合折叠翼面展开机构应用背景及设计准则，并基于功能原理分析法，进行折叠翼面展开机构多种适用方案的设计。利用多层次模糊综合评判进行方案优选，确定空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构为最优设计方案。拟定空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构设计参数，完成空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构的驱动传动机构、折叠翼面本体、空间圆柱移动凸轮机构及其他关键部件的结构设计，最终完成空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构的三维建模与二维图纸绘制，为后续运动学与动力学分析提供依据。根据空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构的传动顺序，简化其关节铰，建立折叠翼面展开运动学模型，并利用matlab软件求解出折叠翼面的角位移、角速度及角加速度，以验证空间圆柱移动凸轮槽道廓线设计的正确性。基于拉格朗日方程建立空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构的动力学理论模型，并通过ADAMS仿真分析求解出不考虑摩擦与计及摩擦条件下折叠翼面的角位移、角速度及角加速度值，验证折叠翼面展开机构设计的合理性。并基于碰撞动力学的二状态模型理论，确定摩擦、间隙、气动阻力等对折叠翼面性能的影响，为后续研究提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 纵向折叠翼面展开机构研究状况
• 1.2.2 横向折叠翼面展开机构研究状况
• 1.3 导弹折叠翼面展开机构性能研究现状
• 1.3.1 折叠翼面展开机构弹性动力学分析
• 1.3.2 折叠翼面展开机构碰撞分析
• 1.3.3 折叠翼面展开机构可靠性分析
• 1.4 导弹折叠翼面展开机构关键技术及发展趋势分析
• 1.5 课题来源及主要研究内容
• 第二章 导弹折叠翼面展开机构方案设计与评判
• 2.1 引言
• 2.2 导弹折叠翼面展开机构设计准则
• 2.3 导弹折叠翼面展开机构构型设计与优选
• 2.3.1 基于功能原理的构型综合
• 2.3.2 导弹折叠翼面展开机构的原理方案设计
• 2.3.3 折叠翼面展开机构构型选定
• 2.4 本章小结
• 第三章 空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构总体结构设计
• 3.1 引言
• 3.2 展开机构组成简介
• 3.3 空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构技术参数
• 3.4 驱动曲线设计
• 3.5 对称式折叠翼面设计
• 3.6 圆柱移动凸轮设计
• 3.6.1 圆柱移动凸轮槽道廓线设计
• 3.6.2 圆柱移动凸轮机构运动规律设计
• 3.6.3 圆柱移动凸轮槽道坐标设计
• 3.7 关键传动部件设计
• 3.7.1 螺杆轴设计
• 3.7.2 圆柱移动螺母设计
• 3.8 折叠翼面展开机构总体布局
• 3.9 本章小结
• 第四章 空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构力学分析
• 4.1 引言
• 4.2 折叠翼面展开机构载荷特性分析
• 4.2.1 气动升力
• 4.2.2 气动阻力
• 4.2.3 折叠翼面展开机构的重力
• 4.2.4 折叠翼面展开机构的摩擦力
• 4.3 折叠翼面展开机构运动学建模与分析
• 4.4 折叠翼面展开动力学建模与分析
• 4.4.1 折叠翼面展开机构的系统动能
• 4.4.2 折叠翼面展开机构系统广义惯性力
• 4.4.3 折叠翼面展开机构的运动微分方程
• 4.5 折叠翼面展开过程力学模型求解
• 4.6 本章小结
• 第五章 空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构动力学仿真分析
• 5.1 引言
• 5.2 折叠翼面展开 Pro/E-ADAMS 联合仿真简介
• 5.3 空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构质量特性分析
• 5.4 基于 ADAMS 的折叠翼面展开动力学仿真分析
• 5.4.1 折叠翼面展开机构仿真建模
• 5.4.2 折叠翼面展开机构动力学特性分析
• 5.5 折叠翼面展开机构展开碰撞动力学仿真
• 5.5.1 铰关节间隙模型描述
• 5.5.2 间隙大小对机构展开过程间隙碰撞力的影响
• 5.5.3 间隙摩擦对机构展开过程碰撞力的影响
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的学术论文