文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
导弹动力响应有限元分析
王海龙王秀喜
中国科学技术大学力学和机械工程系合肥 230027
[ 摘要] 本文利用有限元分析软件 ANSYS,对飞行过程中的导弹进行有限元计算,采用大质量法产
生加速度边界条件,分析全弹体的动力响应,为导弹的设计和制造提供理论依据。
[ 关键词] ANSYS 有限元动力响应大质量法
Finite Element Analysis for the Missile Dynamics Response
WANG Hailong WANG Xiuxi
Dept. of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China,
Hefei, 230027
[ Abstract ] In this paper, the finite element software ANSYS is used to calculate the flying missile, to
generate acceleration boundary condition by big mass method, to analyses dynamics
response of the whole missile, to supply a reference to the missile design and manufacture.
[ Keyword ] ANSYS finite element dynamics response big mass method
1 前言
导弹在飞行中受到气动载荷的作用,产生的动力响应可能会导致结构破坏。加速度传
感器可测量固定位置加速度变化,再通过有限元计算其余位置的动力响应情况。下文利用
ANSYS 有限元分析软件和大质量法,对导弹战斗舱施加加速度边界条件,并分析其位移、
速度、加速度等动力响应,为导弹的设计和制造提供理论依据。
2 有限元模型和相关参数
战斗舱段为轴对称结构,延长计算段的长度至 1m,战斗部壳体与蒙皮通过法兰连接,
壳体内有炸药和其它设备,壳体和蒙皮之间有空气,蒙皮和壳体为合金,蒙皮内铺隔热层,
铺设加强钢筋提高蒙皮强度,其平面几何示意图 1。
考虑外壳﹑蒙皮和加强筋承重部件以及设备炸药的等效质量,用加速度约束代替法兰。
把蒙皮简化为壳,加强筋简化为梁,其余部份采用实体,其几何图如 2。整个舱段可以分
为两部分:第一部分是由蒙皮﹑加强筋组成的梁壳,第二部分是战斗部壳实体。生成 1488
个 SHELL63 单元和 846 个节点,220 个 BEAM188 单元和 110 个节点,66103 个 SOLID45 单元
和 16781 个节点[1,2],共 189546 个单元和 33452 个节点,外部区域网格比较密,内部区域
网格比较稀疏,中间区域实现自然过渡[3],有限元网格如图 3,实体单元网格图 4,壳和梁
单元网格如图 5,。
2004 ANSYS 中国用户论文集
隔热层
空气空气
炸药和设备合金壳体
图1 战斗舱段几何示意图