某车载雷达系统行驶动力学研究

论文摘要

传统雷达的开发周期长、实验成本昂贵、设计方法传统单一。现代信息战要求雷达有快速的机动性与高效的反应性。车载雷达系统在行驶过程中,雷达天线受到不同种类风载荷作用,零部件会受到不同程度的破坏,雷达的质量与刚强度也受到挑战。为了有效地模拟雷达在行驶过程中的环境,获取动态参数,引进虚拟样机技术,对其进行仿真分析,从而为改进结构布局,优化结构设计提供参考。本文以某型号雷达系统为依托,建立三维实体模型；以多刚体理论为基础,将雷达天线反射面柔性化处理,建立车载雷达天线刚柔耦合模型；根据军用标准,编制八种路面谱,建立轮胎模型；依据风洞实验得到的风载荷系数,施加稳态风载荷,进行行驶动力学分析,获得雷达天线重要零部件的动态参数,得出在不同种路面下,雷达系统所能承受的极限风载荷；根据工况不同,建立车载雷达系统工作时的刚柔耦合模型,研究了雷达天线在不同转速下的受力情况,获取动态参数；对雷达天线反射面进行了模态分析及厚度优化,通过比较,得出最优化厚度,初步解决刚强度与质量之间的矛盾,给出优化方案,为进一步研制新型雷达提供理论依据及参考经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势
• 1.3 虚拟样机技术的应用
• 1.3.1 虚拟样机技术概述
• 1.3.2 车载武器动力学建模及分析方法
• 1.3.3 计算机多体系统动力学研究现状
• 1.4 论文研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 系统数学模型建立及动力学研究
• 2.1 三维模型建立
• 2.1.1 车型的选用
• 2.1.2 雷达天线模型
• 2.2 动力学模型建立
• 2.2.1 模型假设
• 2.2.2 振动微分方程
• 2.3 动力学仿真基础
• 2.3.1 描述刚体系统广义坐标概述
• 2.3.2 柔性体动力学研究
• 2.3.3 抽象铰的运学研究
• 2.4 本章小结
• 3 车载雷达天线刚柔耦合模型仿真分析
• 3.1 路面谱研究
• 3.2 轮胎模型
• 3.2.1 轮胎概述
• 3.2.2 轮胎动力学模型
• 3.3 风载荷研究
• 3.4 仿真前处理
• 3.4.1 仿真概述
• 3.4.2 仿真模型拓扑关系
• 3.4.3 全局坐标系的建立
• 3.4.4 仿真模型约束关系及相应参数设置
• 3.4.5 驱动和外载荷的施加
• 3.4.6 柔性体处理
• 3.5 行驶状态仿真分析
• 3.6 本章小结
• 4 雷达天线有限元分析及优化
• 4.1 雷达天线模态分析
• 4.1.1 模态分析概述
• 4.1.2 模态分析结果
• 4.2 雷达工作状态分析研究
• 4.3 雷达天线优选
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录