折叠翼机构的一种设计方法.doc

折叠翼机构的一种设计方法孙海文,张晓旻,王军辉(中国航天科技集团公司四院四十一所,燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710025)作者简介:孙海文(1982—),男,主要从事导弹、火箭结构设计研究。本文引用格式:孙海文,张晓旻,[J].兵器装备工程学报,2017(7):85-:format:SUNHaiwen,ZHANGXiaomin,-Wings[J].JournalofOrdnanceEquipmentEngineering,2017(7):85-:提出一种折叠翼机构设计方法,利用Abaqus有限元软件建立三维模型进行动力学仿真分析,获得展开时间、结构应力、位移等关键数据,仿真结果与地面试验结果一致性较好,表明设计方法合理可行。关键词:动力学;折叠翼;试验为适应导弹现代化设计小型化的必然趋势,弹翼多采用折叠机构[1-3]。折叠翼可有效缩小导弹的横向尺寸,便于贮存、运输,节省发射装置贮运空间[4-6],增加车辆、舰艇和飞机的运载能力,提高武器系统的作战能力[7]。导弹离筒后,折叠翼在惯性力作用下展开到位并可靠锁定[8]。在折叠翼展开过程中,展开机构需要传递载荷,满足规定的运动功能要求,其展开机构的结构形式与各构件铰接位置是折叠翼设计的关键[9-11]。折叠翼展开机构主要用于保证翼面顺利折叠与展开,其性能直接影响展开的快速性、稳定性及可靠性,关系着导弹飞行试验成功与否。在折叠翼的设计过程中,要确保折叠翼顺利展开,可靠锁定,冲击过载不影响导弹正常飞行。本文提出一种折叠翼机构设计方法,对同类机构研究具有一定的参考价值。、折叠部分、锁定机构、扭簧机构,如图1所示。图1折叠翼组成示意图其中扭簧机构由扭簧、扭簧上盖、扭簧下盖、转轴等组成,如图2所示。图2扭簧机构示意图扭簧上盖通过M4螺钉与折叠部分连接,扭簧下盖通过M4螺钉与固定部分连接,扭簧一端固定于扭簧上盖,一端固定于扭簧下盖,通过转轴将折叠部分与固定部分有机结合。,折叠翼(折叠状态)受到箱中的适配层约束。发动机点火后,弹体出箱、约束解除,扭簧提供初始动力,通过轴向加载完成展开动作。当折叠部分旋转到预定位置后,由锁定机构完成限位。折叠翼折叠状态见图3,展开状态见图4。,导入Abaqus有限元软件中,根据折叠翼具体机构及展开原理,在几何模型的各部件之间添加相应的运动副和约束条件,同时考虑相关部件之间的摩擦力。固定部分与折叠部分之间的旋转副受到扭矩载荷作用,沿舱段轴线初始速度为35m/s,轴向负载为35g。折叠部分在展开过程中,受到气动力作用。设气动力作用在弹翼的压心位置,可分解为法向力和轴向力。整个运动过程考虑重力场的影响。。输入条件:初始速度35m/s,轴向负载为35g,仿真结果如图5~图11所示。整个展开过程中,折叠部分的角速度逐渐增加,呈上升趋势,,展开到位