空投装备回收系统建模与分析

第1章 绪论

1.1 空投装备的国内外发展现状

1.1.1 美军M511“谢里登”坦克

1.1.2 俄罗斯BMD系列空降车

1.1.3 德国“鼬鼠”系列空降车

1.1.4 我国空降车发展现状

1.2 回收系统的种类与回收方式

1.2.1 伞降系统

1.2.2 地面着陆缓冲系统

1.2.3 其他回收装置

1.3 回收技术的现状

1.3.1 伞降系统研究现状

1.3.2 缓冲气囊研究现状

第2章 伞降系统的工作特性分析

2.1 伞降系统工作过程的动力学模型

2.1.1 伞降系统建模基本理论

2.1.2 伞降过程动力学建模

2.1.3 完整空投过程仿真

2.2 空投装备落地速度和姿态参数的统计分布

2.2.1 考虑随机因素的伞降过程模拟方法

2.2.2 蒙特卡罗方法在伞降系统降落速度和姿态计算中的应用

2.2.3 空投装备伞降系统模型参数灵敏度分析

2.2.4 伞降系统随机性参数的概率分布

2.2.5 落地速度及姿态角的分布规律

第3章 自充气式缓冲气囊的解析建模及缓冲特性分析

3.1 缓冲气囊解析建模

3.1.1 基本假设

3.1.2 单气室气囊解析模型的建立

3.1.3 单气室气囊缓冲特性影响因素分析

3.2 双气室气囊建模与特性计算及影响因素分析

3.2.1 双气室气囊模型

3.2.2 双气室气囊缓冲特性及影响因素分析

3.3 缓冲气囊系统的参数设计与匹配方法

3.3.1 气囊解析模型的无量纲转化

3.3.2 气囊无量纲参数匹配图

3.3.3 气囊缓冲特性影响因素分析

3.3.4 气囊参数匹配方法及应用算例

3.4 基于解析模型的缓冲气囊参数优化

3.4.1 多目标优化问题

3.4.2 气囊的优化模型

3.4.3 参数优化结果

第4章 装备-气囊系统非线性有限元建模与缓冲过程仿真

4.1 显式动力学有限元法

4.1.1 有限元法概述

4.1.2 显式动力学有限元法的优点

4.1.3 显式中心差分法

4.1.4 显式算法的稳定性

4.1.5 沙漏现象

4.2 装备一气囊系统模型

4.2.1 装备模型

4.2.2 气囊模型

4.2.3 接触模型

4.3 装备～气囊系统着陆缓冲过程仿真

4.3.1 气囊缓冲特性

4.3.2 仿真结果验证及分析

4.4 在高海拔条件下空投失效案例分析与对策

4.4.1 高海拔条件空投特点

4.4.2 高海拔条件空投装备空中姿态统计规律

4.4.3 高海拔条件着陆稳定性问题机理分析

4.4.4 高海拔条件着陆稳定性问题解决方法

……

第5章 气囊模型与薄壳结构模型的试验验证

第6章 缓冲气囊的优化设计与评价

第7章 空投装备结构冲击累积损伤的统计评估

结束语

参考文献

《空投装备回收系统的建模与分析》的目的是介绍空降装备和回收系统的建模方法，阐述空降过程的仿真模拟方法及系统响应特性，在此基础上，提出缓冲气囊系统的匹配设计方法与评价方法。第1章对空投装备回收系统的种类和主要技术特点进行综述。第2章描述伞降系统工作过程的建模和空投过程动态特性，特别强调考虑随机因素情况下着陆姿态的统计计算方法。第3章基于热力学方程的缓冲气囊系统的建模方法，分析单室气囊系统和双室气囊系统的缓冲特性，研究简单情况下缓冲气囊的设计与匹配，给出气囊基本参数的选择范围和响应特性的分布区域。为了分析环境因素和着陆姿态对装备结构冲击的影响，第4章讨论装备-气囊系统的非线性有限元建模方法，模拟着陆过程中系统的动态响应特征。书中特别应用伞系统-装备-气囊系统模型分析在高海拔环境下空降车着陆过程中的倾覆现象，并提出适应高原环境的系统解决方案。第5章讨论气囊模型与薄壳结构模型的试验验证，主要通过跌落试验对排气缓冲式气囊的响应特性进行验证。机械结构的冲击动力学模型验证则要更复杂一些，涉及材料的本构关系模型、结构的阻尼系数和接触刚度选取等问题，书中是利用模拟的薄壳铝合金结构的跌落试验来验证的，主要对比支撑结构的变形量和跌落冲击加速度的变化情况，由于试验的冲击速度比较低，在材料的本构关系模型中没有考虑材料的应变变化率的影响。第6章主要讨论采用非线性有限元模型对缓冲气囊进行优化设计时所要采用的方法和技术途径，这一章还讨论对气囊优化设计结果的评价方法。由于缓冲气囊计算规模较大、计算周期长，采用反复修正迭代的方法很难获得优化的设计结果，因此只能采用替代响应模型来进行优化与评价，书中讨论构建替代响应模型的关键问题，比较不同方法构建的替代模型的精度。空投装备结构在着陆冲击下的结构变形、应力和应变的分布情况一直是装备使用方关心的问题，第7章分别讨论装备结构在不同程度的着陆冲击载荷作用下，装备结构的定位基准、安装基准和门、窗、孔口等部位的变形情况，提出基于材料理论损伤特性的、结构具有初始损伤的装备结构累积损伤的计算方法，初步给出装备结构的累积损伤与着陆冲击载荷的关系。