專利名稱：一種著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法
技術領域：
本發明涉及空投著陸沖擊條件下的機械結構動態響應計算與機械結構累積損傷的估計，特指一種著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法。
背景技術：
目前，隨著空投技術的發展成熟，空投技術越來越多地被應用在搶險救災、科學實驗、輸送裝備和物資等任務中。空投裝備一般采用降落傘來降低其著陸速度，同時配合地面緩沖與減震裝置來吸收空投裝備剩余的動能。盡管如此，空投裝備在著陸過程中仍會受到一定的沖擊載荷，該沖擊載荷是引起空投裝備機械結構損傷的主要因素之一。由于某些特種裝備要重復空投使用，其機械結構的損傷將逐漸累積。因此，在設計此類空投裝備時， 不僅要保證其機械結構的抗沖擊能力，還要對其在著陸沖擊下的機械結構累積損傷進行研 究。空投裝備的著陸沖擊過程是一個包含材料非線性、幾何非線性和邊界非線性的問題。由于非線性問題的復雜性，利用解析方法能夠得到的解答是非常有限的。隨著有限元法在線性分析中的成功應用，它在非線性分析中的應用也取得了很大的進展，并已經獲得了很多不同類型實際問題的求解方案。其中，顧永寧等人在《上海交通大學學報》2003年第8期上發表的《船舶碰撞與觸底事故的數值仿真》，該文中作者運用非線性有限元數值仿真方法進行船-船碰撞和船-橋碰撞分析，列出了所能得到的計算結果，同時給出了一個校準該計算的研究結果，證明非線性有限元數值計算方法可以對復雜的碰撞損傷作出良好的仿真。還有，張振華、王乘等人在《振動與沖擊》2005年第5期發表的《潛艇艇體結構在水下爆炸沖擊載荷作用下損傷研究》，該文中作者采用數值計算與試驗手段相結合的方法，對潛艇艇體結構在水下爆炸載荷作用下的損傷進行了研究。然而，現有技術中并沒出現對著陸沖擊下的機械結構累積損傷進行計算的技術資料。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足提供一種基于非線性有限元方法模擬空投著陸沖擊過程，計算機械結構累積損傷的方法。為實現上述目的，本發明的一種著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，所述計算方法的步驟包括第一步，機械結構空投著陸過程的模擬，其實施步驟如下1)計算著陸沖擊下機械結構的動態載荷首先采用在機械結構上施加載荷的形式模擬出機械結構的著陸沖擊過程，然后根據動態載荷公式計算著陸沖擊下機械結構的動態載荷，動態載荷公式如下
權利要求
1.一種著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，其特征在于所述計算方法的步驟包括 第一步，機械結構空投著陸過程的模擬，其實施步驟如下1)計算著陸沖擊下機械結構的動態載荷首先采用在機械結構上施加載荷的形式模擬出機械結構的著陸沖擊過程，然后根據動態載荷公式計算著陸沖擊下機械結構的動態載荷，動態載荷公式如下
2.根據權利要求I所述的著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，其特征在于所述動態響應的結果包括機械結構的位移、速度、加速度、應力和應變。
3.根據權利要求I所述的著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，其特征在于所述連續介質力學的基本方程包括平衡方程、幾何方程和本構方程； 所述平衡方程為
4.根據權利要求I所述的著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，其特征在于所述勒梅特損傷模型為
5.根據權利要求4所述的著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，其特征在于所述損傷極限值At、損傷門檻值的塑性應變和損傷極限值的塑性應變4分別采用測量機械結構中的材料彈性模量變化的方法獲得。
全文摘要
本發明涉及空投著陸沖擊條件下的機械結構動態響應計算與機械結構累積損傷的估計，特指一種著陸沖擊下的機械結構累積損傷計算方法，該計算方法采用施加動態載荷的方式來模擬空投裝備著陸沖擊過程，求解機械結構的動態響應結果；該方法能準確模擬空投裝備的著陸沖擊過程，動態響應結果可以指出機械結構的薄弱部位，為其結構設計提供技術指導；提出采用損傷狀態傳遞的方法，結合勒梅特損傷模型計算機械結構在多次著陸沖擊下的結構累積損傷，結構累積損傷計算結果可以為空投裝備的維修保障規范的制訂提供理論依據。
文檔編號G06F17/50GK102890737SQ201210363089
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者王紅巖, 李建陽, 芮強, 洪煌杰, 郝貴祥 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院