基于电磁与激光双模干扰系统的快装防护塔设计与分析

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1、硕士学位论文基于电磁与激光双模干扰系统的快装防护塔设计与分析THESTRUCTURALDESIGNANDANALYSISOFQUICKGUARDTOWERFORELECTROMAGNETICANDLASERDUAL-MODEINTERFERENCETHEORY周嘉祺哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号:TH213学校代码:10213国际图书分类号:621.873密级:公开工程硕士学位论文基于电磁与激光双模干扰系统的快装防护塔设计与分析硕士研究生：周嘉祺导师：胡长胜副教授申请学位：全日制工程硕士学科：机械工程所在单位：

2、机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TH213U.D.C：621.873DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringTHESTRUCTURALDESIGNANDANALYSISOFQUICKGUARDTOWERFORELECTROMAGNETICANDLASERDUAL-MODEINTERFERENCETHEORYCandidate：ZhouJiaqiSupervisor：Asso.Prof.HuChangshengA

3、cademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要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

4、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

5、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

6、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

7、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。关键词：快装防护塔；双模干扰；轨迹规划；有限元仿真；结构设计-I-AbstractAbstractTherapiddevelopmentofcontemporaryhigh-precisionguidedweaponshasmadetheresearchonrelatedinterferenceprotectionmeasuresveryimportant.Thisprojecthasdesignedaquick-mou

8、ntedprotectivetowerbasedontheelectromagneticandlaserdual-modeinterferencesystem.Thedevicehasaneffectiveinterferencerangeof5to10km,aheightof30m,aresponse