基于电磁与激光双模干扰系统的快装防护塔设计与分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Tianic
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当代高精度制导武器的飞速发展,使得相关干扰防护措施的研究变得十分重要。本课题设计了一种基于电磁与激光双模干扰系统的快装式防护塔,该设备有效干扰范围5~10km,高度30m,响应时间小于1s,并且能对速度小于2马赫的制导武器实施有效的干扰。该设备不受地形与环境的限制,并且具有快速架设的能力。本课题创造性地将电磁干扰与激光干扰有机结合起来,对整个系统赋予快速性和通用性,为我国的国防系统装备的发展开辟了一个新的研究方向。  本文首先根据现代防护理论,确定了整个系统的设计指标。根据要完成的功能,对整机进行了模块化的设计,将整机系统分为了塔架系统、激光干扰系统、电磁干扰系统三部分。根据各干扰系统作用机理计算了各部分的功率需求,进而确定了两个干扰系统对塔架的承载要求。对塔架的安装方案和各干扰系统的机械工作原理、方法进行设计。根据工作要求设计整机各部分结构,并建立整机的三维模型。  本文根据实际情况,对塔顶激光转向平台做了详尽的轨迹规划和相关动力学仿真。根据实际工况要求,选取了合适的驱动件,并根据模型数据,计算了各转动副的相关动力学参数,并计算出在轨迹规划过程中所需的各个限制参数。以基本轨迹规划原理为基础,并根据参数限制进行改进,完成了二自由度转台的轨迹规划。根据其运动方案计算了最大响应时间,并在此工况和匀速调整工况下,对转向平台整体进行了动力学仿真分析,得出了其在两种典型工况下对塔顶的冲击力图像。  用有限元方法对主塔进行了结构静力学和动力学的仿真分析。根据快装式防护塔的工作条件计算了塔架系统承受的风载荷。在有限元软件ANSYS中运用多种模型建立了主塔的有限元模型,针对缆风绳布置层数、位置、地锚布置数量等结构方面的参数进行了适当的优选。对不同缆风绳尺寸和预应力情况进行了仿真分析,对其进行了优选,使系统更稳定而又不造成更大的负面影响。选择了3种工况对主塔进行了非线性静力学分析,主塔塔的强度、刚度属性均满足设计要求规范。对主塔的整体稳定性和单肢稳定性均作了验算。对主塔做了模态分析,获得了前八阶频率和振型,了解了其振动特性。对主塔在调整工况下做了瞬态响应分析,得出主塔在冲击响应下振动很小的结论,保证了顶部平稳。
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