火炮关键部件的动载荷识别
关键词 动载荷 中心差分 有限元分析 数值仿真
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Dynamic load identification of the important part of artillery
Abstract
Load identification, as a kind of indirect identification method, using system characteristic and responses to calculate loads. In order to identify the load acting on the key position in artillery - barrel, a method based on finite element and centre difference is proposed in this paper .With centre difference, system kinetic equation is transformed to a new form. By defining new system characteristic, the proposed method converts the coefficient matrix of the new equation and deduces the expression of the unknown load. Calculating a few simplified examples, the results comparing to numerical simulation are roughly accurate.
Keywords dynamic load central difference finite element analysis
numerical simulation
目录
1 引言 1
1.1 背景及意义 1
1.2 课题内容 1
1.3 动载荷识别的研究现状 1
2 研究方向 5
3 动力学模型 6
3.1 基本模型 6
3.2 系统动力学方程 7
4 Newmark-β算法计算动力响应 10
5 载荷识别 12
5.1 中心差分 12
5.2 虚构系统方程 12
5.3 分离变量求解 13
6 仿真验证 14
6.1 模态对比 14
6.2 Newmark-β算法加载求解 16
7 算例 19
7.1 阶跃动载荷 19
7.2 正弦载荷 20
7.3 三角载荷 22
结论 24
致谢 25
参考文献 27
附录A MATLAB程序 29
1 引言
1.1 背景及意义
许多工程实际中的机械系统，如汽车、船舶、航空航天飞行器、建筑等常在各种载荷的激励下产生响应。
一般来说，涉及到动力学的内容主要可分为系统、激励和响应三要素。大多数情况下都是已知其中两项求第三项，实际问题中由于载荷的大小、作用位置随着时间不断地变化，同时还有外部环境限制等原因，激励和系统的参数是较难直接测量得到的，而响应是相对容易测量的，所以主要研究两类反问题：第一类是已知系统的激励、响应求系统参数，第二类是已知系统的参数、响应求系统激励。动载荷识别就是通过测量相对容易测量到的动力响应或者其它与载荷有线性关系的易于测量的参量来识别动态载荷的。动载荷识别方法的研究主要有两条途径：一个是基于频域内频响函数以及模态参数的频域载荷法，还有一个就是直接在时域内对结构的运动微分方程进行数值计算的时域载荷法。动态载荷识别可以为结构的动力响应分析、控制减振隔振以及进行动力学优化和健康监测、故障诊断等诸多工程实际中容易遇到的问题提供重要的依据。所以，如何准确地识别动载荷对上述问题的研究具有重要的实际意义，在保障工程结构设计的安全性、可靠性方面也是极其重要的。