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引信动态特性及热特性虚拟试验技术研究

周浩亮  
【摘要】: 随着计算机技术、信息技术的发展,现代军工行业对现代引信研制也提出了更高的要求。尽管现代引信研制已经采用了各种新技术,尤其是电子信息与控制技术,但长期以来的引信研制方法仍然是传统的经验式方法,既费时又费钱。虚拟试验技术是以数值计算为核心的新型试验技术,在引信设计阶段,采用虚拟试验技术可以实现计算机上对引信性能的测试和评估,从而不断改进设计和提高性能。因此,在现代引信研制中,虚拟试验技术得到了越来越广泛的应用。 本文工作即是针对引信动态特性和热特性,以理论分析和实际试验为依据,以数值计算为手段,解决目前引信试验中存在的一些问题,在计算机上初步实现引信动态特性和热特性虚拟试验,为现代引信研制提供新的理论、方法和技术。 本文首先阐述了虚拟试验的定义及内涵,从引信系统的角度介绍了引信虚拟试验的意义和引信虚拟试验系统的主体内容及其应用于现代引信研制的作用。其次,根据引信动态特性试验理论,搭建动态测试平台,以试验数据为基础进行参数辨识,建立引信动态特性的传递函数数学模型。同时采用有限元分析的方法,建立有限元模型并以试验数据作为验证手段,检验模型的有效性,实现引信动态特性虚拟试验。最后,对引信高速飞行过程中气动热进行了CFD数值仿真,模拟了高速条件下不同时刻引信温度分布及结构传热特性,并分析在此条件下引信结构应力应变情况及其对引信的影响。在利用数值模拟气动热的基础上,还依据仿真结果初步建立引信气动热数据库,作为引信气动热虚拟试验的底层平台。通过上述工作,本文不仅对引信动态特性和热特性进行了深入研究,实际试验结果也表明虚拟试验具有很高的可信度,这对虚拟试验在引信研制中的应用起到了积极的推动作用,同时对其它种类引信的虚拟试验也具有一定的借鉴指导意义。


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