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导弹垂直发射动载荷分析及计算软件开发

作　者: 张海军
导　师: 史治宇
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 导弹动载荷 Matlab GUI 软件开发人机交互
分类号: TJ768
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

导弹动载荷计算是指当导弹在外激励作用下,获得弹体各个横截面上的轴力、剪力和弯矩,其目的是为导弹结构设计与各部段的强度设计提供依据。导弹所受到的外激励包括地面风、飞行阵风、发动机推力和飞行阻力等。由于导弹为细长体结构,柔度大,短周期的外干扰力与干扰力矩会产生较大的动载荷。首先,本文建立了导弹的动载荷计算的简化力学模型,并推导了动载荷计算方法,给出了各个边界条件下详细的计算公式。动载荷包括:垂直发射轴向载荷、箱式发射横向载荷、裸式发射横向载荷、裸式地面风载、飞行阵风载荷、级间分离轴向载荷。其次,基于Matlab的GUI界面编程平台,对各个状态下载荷的计算方法进行整合,开发了导弹动载荷计算软件。软件主要包括如下四部分:文件管理模块、计算项目选择和数据输入模块、路径显示和计算模块、结果显示模块;同时该软件具有友好的人机交互界面。本文应用工程算例,对所讨论的简化模型、动载荷计算方法以及开发的软件进行了考核,结果表明本文的工作是合理且可信的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-15
  1.1 导弹的弹体结构  12
  1.2 导弹的使用环境  12-13
  1.3 导弹的内外载荷和弹体坐标系  13-14
  1.4 导弹动载荷计算及动载荷计算软件开发的意义  14-15
第二章导弹的动载荷计算  15-36
  2.1 模型  15-17
    2.1.1 轴向动载荷计算模型  15-16
    2.1.2 横向动载荷计算模型  16-17
  2.2 结构振动基础  17-20
    2.2.1 离散系统结构动力学基础  17-20
      2.2.1.1 振动方程  17-18
      2.2.1.2 结构固有特性计算  18-19
      2.2.1.3 结构动响应计算  19-20
  2.3 确定振动动载荷计算  20-25
    2.3.1 轴向动载荷  20-22
      2.3.1.1 轴向模型参数  20-21
      2.3.1.2 轴向动载荷计算  21-22
    2.3.2 横向动载荷  22-25
      2.3.2.1 横向模型参数  22-24
      2.3.2.2 横向动载荷计算  24-25
  2.4 随机振动动载荷计算  25-35
    2.4.1 结构随机振动基础  26-28
      2.4.1.1 平稳随机过程  26-27
      2.4.1.2 遍历过程  27
      2.4.1.3 相关函数  27-28
      2.4.1.4 功率谱密度  28
    2.4.2 随机风载计算  28-35
      2.4.2.1 飞行风载  28-32
      2.4.2.2 地面风载  32-35
  2.5 小结  35-36
第三章载荷计算软件设计  36-54
  3.1 Matlab 介绍  36-38
  3.2 GUI 图形界面编程  38-40
    3.2.1 GUI 基本概念  38
    3.2.2 GUI 层次结构和运行流程  38-40
  3.3 软件的流程和实现  40-53
    3.3.1 文件管理模块  43-46
    3.3.2 计算项目选择和数据输入模块  46-49
    3.3.3 路径显示和计算模块  49
    3.3.4 结果显示模块  49-52
    3.3.5 软件的防错  52-53
  3.4 小结  53-54
第四章导弹动载荷计算算例  54-77
  4.1 模型简化算例  54-58
  4.2 动载荷计算算例  58-76
    4.2.1 垂直发射轴向载荷  58-61
    4.2.2 箱式发射横向载荷  61-65
    4.2.3 裸式发射横向载荷  65-68
    4.2.4 裸式地面风载  68-72
    4.2.5 飞行风载  72-74
    4.2.6 级间分离时轴向载荷  74-76
  4.3 小结  76-77
第五章总结与展望  77-79
  5.1 工作总结  77
  5.2 后续研究和工作展望  77-79
参考文献  79-82
致谢  82-83
攻读硕士期间发表的论文  83

导弹垂直发射动载荷分析及计算软件开发

内容摘要

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