机载导弹发射系统是现代飞机/导弹武器系统的重要组成部分。随着第四代战斗机超音速机动、超音速巡航、隐身等战术性能的实现及新一代机载导弹的采用,要求机载发射系统必须与飞机的性能和全武器系统的发展相适应。为了满足现代空战需要,国内外航空部门均投入了大量的人力和物力开展对机载导弹发射装置的研制工作。本文根据发射装置产品研制与设计生产的需要,针对导弹发射装置中弹射机构减轻重量的要求,对弹射机构进行了优化分析以得到更轻型的弹射模型,获得较为合理的弹射机构,从而为机载导弹发射装置进一步的设计研究提供参考依据。 本文首先对现有弹射机构进行动力学仿真分析和模态分析,获得了悬挂物在弹射过程中重心处垂直方向的速度及弹射机构的模态分析结果,为后面的优化分析提供约束条件以及为优化前后模型的性能比较提供参考依据;然后以减轻弹射机构重量为目标,以悬挂物弹射分离速度作为约束条件,以弹射机构各构件的模型尺寸为设计变量进行弹射机构的优化分析,得到新的弹射机构模型。 最后对优化后的新弹射机构进行强度分析、动力学仿真分析及模念分析。用有限元强度分析末验证新的弹射机构模型是否满足材料的力学性能,动力学仿真分析验证导弹弹射分离时的离机速度是否满足试验要求,证明新弹射机构的可使用性。此外,由新弹射机构的动力学仿真分析获得了弹射机构在弹射过程中的位置参数及不同气源工作压力下悬挂物的弹射速度、弹射分离时间、弹射过载等工作性能,并对动力学求解结果进行了相应的分析。通过模念分析获得了优化后新弹射机构的一阶固有频率值,并与优化前弹射机构的一阶固有频率值进行了比较,以评估优化弹射机构与飞机发生共振危险的改善程度。 本文的分析技术可以方便快捷地定量确定弹射装置运动参数及其对导弹发射性能的影响,减少重复设计与实验的次数,对于机载导弹发射装置的设计研究和工程应用具有一定的指导意义,为进一步丌展理论研究和提高应用水平奠定了良好的基础。