單軌火箭橇靴-軌的沖擊響應是影響其運動過程中系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要問題。本文以單軌火箭橇為研究對象,采用有限元結構動力學仿真分析方法建立了非線性火箭橇-軌道耦合動力學模型;對比分析了理想平直軌和不平順軌兩種軌道模型條件下滑靴、卡環(huán)、發(fā)動機的振動量變化,并進行了火箭橇的試驗驗證和數(shù)據(jù)對比。結果表明:不平順軌道對火箭橇靴-軌沖擊響應振動加速度均方根值的影響大于理想平直軌道,滑靴處二者最大偏差為3～5倍,且隨機振動特性顯著;最大速度時刻的靴-軌沖擊預測結果與實測值在側向和豎向振動趨勢上具有很好的一致性。研究結果為火箭橇結構優(yōu)化設計及穩(wěn)定性分析提供了理論依據(jù)和技術保障。

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圖4 靴-軌相互作用有限元結構示意圖

圖3橇-軌耦合有限元模型3單軌火箭橇系統(tǒng)靴-軌沖擊響應傳遞特性預示算例

圖5 軌道不平順數(shù)據(jù)

軌道模型：對于長程復雜性問題，工程上一般采用分段計算，分段的長度與軌上運行橇體的速度和動力學方程組的收斂性有關。本文采用200m軌道模型進行計算。軌道模型分別建立了理想平直軌道和不平順軌道。理想平直軌道模型即無側向和豎向不平順。不平順軌道模型則依據(jù)圖5的數(shù)據(jù)建立空間多階段樣條曲線....

圖6 預測點位置

選取計算前設定在橇體滑靴處、卡環(huán)處、發(fā)動機處的預測點，如圖6所示。提取三個部位振動測量點的三向加速度-時間歷程曲線，分析得到該火箭橇在特定時間段內的靴-軌沖擊響應數(shù)據(jù)，如圖7和表2所示。由圖7和表2可知，在理想平直軌道上三個部位的三向振動加速度數(shù)值相當。說明橇體運行平穩(wěn)，振動量值....

圖8 三向振動實測數(shù)據(jù)

由測試數(shù)據(jù)可知：前卡環(huán)頂部航向振動出現(xiàn)限幅，數(shù)據(jù)不可靠；滑靴的航向振動加速度比發(fā)動機殼體的航向振動加速度大；豎向和側向振動中滑靴的振動加速度最大，卡環(huán)和發(fā)動機殼體的振動量比滑靴的振動量小。圖8三向振動實測數(shù)據(jù)

本文編號：4056021