直升机抗坠毁试验假人下肢动力学性能的计算机仿真研究

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模拟人体运动学特性的仿真与分析

模拟人体运动学特性的仿真与分析简介：在现代科技的推动下，仿真技术已经在许多领域发挥了重要作用。

其中，模拟人体运动学特性的仿真与分析，是一项十分有趣而且具有挑战性的研究。

本文将探讨仿真人体运动学特性的重要性，并介绍一些实际应用案例。

第一部分：人体姿态控制仿真人类的运动是非常复杂的。

传统的数学模型难以完全描述人体在各种运动中的姿态。

因此，人体姿态控制的仿真成为研究的热点之一。

一种常用的方法是使用生物力学模型，对人体骨骼和肌肉进行建模。

通过确定关节角度和力的作用，可以精确地再现人体运动。

例如，通过仿真人体的行走动作，可以研究步态的稳定性和人体力学。

第二部分：模拟人体运动异常除了正常的人体运动外，研究人员还可以模拟人体运动的异常情况。

这对于理解和治疗一些运动障碍病症具有重要意义。

例如，可以通过模拟肌张力失调的情况，来帮助研究帕金森病等疾病的发生机理。

通过仿真人体在异常姿态下的运动，还可以为设计辅助器具和康复训练提供指导。

第三部分：仿真辅助器具的设计仿真人体运动学特性还可以帮助设计辅助器具。

例如，在设计义肢或外骨骼时，仿真可以提供重要的指导。

通过模拟人体在特定运动中所受到的力的分布和影响，可以优化设计方案并提高辅助器具的性能。

仿真可以帮助工程师预测辅助器具与人体之间的互动效果，从而提高设计的准确性和安全性。

第四部分：仿真运动学在体育训练中的应用在体育训练中，人体运动学的仿真分析可以帮助教练员和运动员更好地理解和改进技术动作。

例如，通过三维姿势追踪系统的帮助，可以对运动员的动作进行精确的记录和分析。

然后，通过仿真重现运动员的动作，可以找出技术上的不足之处，并提供改进建议。

结论：模拟人体运动学特性的仿真与分析在诸多领域中具有广泛应用。

不仅可以帮助我们更深入地理解人体运动，还可以为医学、工程学和体育训练等领域提供有力支持。

随着科技的不断进步，我们有理由相信，人体运动学仿真将在未来发挥越来越重要的作用。

直升机空气动力学研究及仿真

直升机空气动力学研究及仿真直升机在航空交通、救援等领域拥有广泛的应用，其复杂的空气动力学特性需要被深入研究和理解。

空气动力学研究主要包括实验研究和数值仿真两种方法。

一、实验研究直升机空气动力学实验研究是直观了解直升机飞行特性的一种手段。

实验方法主要包括风洞实验、地面试飞和空中试飞。

1.风洞实验风洞实验是研究直升机的气动特性和发展空气动力学理论的基础手段。

风洞实验有助于确定直升机各个部位的流场分布、气动力分布和涡旋结构的生成及其演化过程等。

通过风洞试验可以获取大量可靠的数据，验证数值模拟的准确性及其合理性，并得出更为浅显易懂的结论。

2.地面试飞直升机进行地面试飞主要用于飞行性能测试，是直升机研发和改进的必要步骤。

地面试飞可以测定车轮或悬挂系统收放的相关空气动力学特性，如大气阻尼系数、风力分类、起飞距离、制动距离等，以及直升机靠近地面产生的地效影响。

这些数据对于制定飞行计划、改进直升机结构、优化改进前和改进后的气动效应等都具有重要作用。

3.空中试飞空中试飞直接观测了直升机在空气中飞行的过程，以及飞行特性。

空中试飞可以观察到包括升力、阻力、推力、失速等现象，对于验证研发人员的假设，以及检测一个机型的气动改进，检验改进前后的飞机气动效应，都是非常必要的。

二、数值仿真数值仿真比传统的实验手段具有低成本、高效率、反应逼真程度高等优点。

数值仿真的流程主要包括几何模型建立、网格生成、数值方法及物理模型选择、数值仿真计算等步骤。

1.几何模型建立几何模型建立是数值仿真的第一步，它决定了仿真结果的准确性和精度。

直升机采用三维几何模型，通常使用图形软件或技术生成。

几何模型的精度关系到数值仿真结果的精确度，准确的模型可以更好的反映直升机在空气中的飞行特性。

2.网格生成网格生成是数值仿真的关键步骤之一，直接影响数值仿真结果精度和计算速度。

网格必须保证准确的反映几何模型的细节，但固定数量的网格对于边界层和物体表面可能无法保证精度，所以在网格的划分和选择上需要综合考虑。

武装直升机抗坠毁技术研究

（３）改善发动机架等其他部件的耐坠毁性
发动机架在设计上必须使之连接到基本支持构件（机头部分、机翼、后机身部分等）下，减少发生火灾的危害，同时也减少发动机脱离安装支架后在机内冲撞而对其他结构造成局部损坏。
位于机身上部的大质量部件（如旋翼轴、传动系统）的支撑结构在设计上应能承受下述载荷：侧向１８ｇ，纵向２０ｇ，垂直方向２０ｇ。这些要求可保证上部构件不致穿透乘员保护壳体。
二、抗坠毁技术从武装直升机任务效率的观点
看，抗坠毁技术并不能提高直升机的生存性。不过，这种技术能保护坠落直升机上飞行员的生命。幸存的飞行员能重新驾驶直升机投入战斗，这无疑会提高部队的作战能力。另一方面，驾驶具有抗坠毁能力直升机的飞行员不必担心被击中后自己的生命安全，可以放心大胆全力以赴地投入战斗。这对提高直升机的生存力也有一定的影响。
为了防止起落架支撑结构造成损坏，应使起落架的位置远离燃油系统和乘员区。或将起落架设计成能在受撞击时间向外伸出，使损坏点所处的位置对重要区域所构成的危险减至最低。
３．座椅耐坠毁设计座椅、连接件和支撑结构应具有足够的强度，以使乘员相对直升机结构（座椅连在上面）的速度减至零。另外，约束系统和座椅都应尽量减小而不是放大由直升机结构传递给乘员的减速载荷。由于束带和座椅使乘员和直升机互连并与乘员长时间的接触，因此，在增加耐坠毁性的时候不应使舒适性有很大降低。
还有一种方法是采用火箭牵引技术。弹射救生技术已在固定翼机上普遍采用，比较成熟，成功率很高。目前，国外也有将弹射救生技术用到直升机上，其最大的困难是弹射时要先将旋翼炸掉。火箭牵引救生技术虽然具有结构紧凑，占空间小，重量轻等优点，但由于直

42 直升机抗坠毁座椅与ATB假人模型耦合仿真分析-温永海(5)

第二十八届（2012）全国直升机年会论文直升机抗坠毁座椅与ATB假人模型耦合仿真分析温永海宫少波孙秀文（中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司，哈尔滨市，150066）摘要：为了满足民用航空适航标准和国家军用标准对直升机的抗坠毁要求，进行直升机座椅设计时必须进行坠撞过程的理论分析和试验研究。

本文首先从满足结构强度刚度、美观、乘坐舒适、抗坠毁性能出发设计一种抗坠毁座椅，然后按照规范要求，运用非线性瞬态动力学有限元程序对带有ATB假人模型的抗坠毁座椅垂直下落情况进行了动响应分析，模拟了直升机在着陆或坠撞过程中人体的响应和运动姿态，为直升机抗坠毁座椅结构设计中考虑人体的动态响应提供了一种有效的技术手段。

分析表明，经过特殊设计的抗坠毁座椅能够吸收坠撞产生的能量，显著降低乘员的加速度水平，保障了乘员安全。

关键词：直升机；抗坠毁座椅；ATB假人；仿真分析1 概述随着科技和武器装备的发展，在现代战争中对飞机乘员的生命安全提出了更高的要求。

座椅和乘员约束系统构成了保障驾驶员及乘员安全的最后防线，在飞机坠地时，经过起落架和机身两级能量吸收和减振以后，剩余的能量吸收和缓冲作用将由座椅和乘员约束系统来承担。

所以，座椅结构在满足强度刚度、美观、乘坐舒适等基本要求之外，还要求其最大限度地保护乘员飞机坠地时的生命安全。

因而，对直升机座椅在抗坠毁设计方面又提出了更高的要求，国外先进国家在抗坠毁座椅设计研究方面做了大量的工作，已经达到了较高水平。

国外先进国家在武装直升机抗坠毁座椅设计研究及应用方面起步较早，在早期生产的机型中，如美国西科斯基公司生产的黑鹰、法国宇航公司生产的小羚羊以及俄罗斯生产的米系列直升机，均在飞行员座椅上采取了一些措施来吸收冲击能量，尤其国外生产的较新型号直升机，如EC120、EC130等，在其抗坠毁座椅结构上采用了先进的“弯曲式”结构减振吸能技术，该抗坠毁座椅结构简单、体积小、重量轻，并且抗坠毁的性能指标得到了大幅度提高。

直升机旋翼桨叶振动特性试验研究与仿真计算

732022年3月下第06期总第378期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0. 引言直升机的旋翼是升力的主要来源，而在运行工作中往往处于各种严酷的环境，例如前飞、后行过程中桨叶相对气流速度与桨毂中心旋转速度的差异，使得桨叶产生挥舞现象[1]。

并且旋翼桨叶是在每一次的气动环境中工作，会在桨叶上产生频率为旋翼转速Ω整数倍的持续气动激振力[2]，气动激振力频率与桨叶固有频率重合时，桨叶会发生共振现象，对直升机设计的稳定性和飞行人员的安全造成严重后果。

为了使桨叶在运转时不产生过度的振动，设计时应考虑桨叶各阶固有频率避开工作时的激振频率。

因而研究桨叶的固有特性是直升机动力学研究和结构设计的重要内容。

国内外关于旋翼桨叶固有特性的研究有采用力学分析建立运动微分方程的理论方法，如积分矩阵法、渐进法、三弯矩等。

由于现在复合材料在桨叶设计中的广泛使用，其铺层、模压技术以及桨叶内部还有泡沫等填充物，使得结构较为复杂，使用理论方法较难实现对桨叶固有特性的计算[3-4]。

所以试验与有限元仿真方法在桨叶固有特性研究中逐渐发展起来并得到了广泛应用。

本文采用试验与数值仿真的方法，研究了某直升机旋翼桨叶的固有特性。

首先基于LMS 数据采集系统，使用“锤击法”分别从垂向、侧向激励桨叶，采用加速度传感器拾取振动信号，进行了桨叶结构固支和“自由—自由”状态下的模态试验，获取了桨叶低阶固有频率、阻尼及振型。

然后采用数值仿真方法基于有限元软件Abaqus 对桨叶模型进行模态分析，针对结构特点运用壳单元与体单元相结合的方法进行网格划分。

最后将试验结果与数值仿真结果对比分析，得到了某直升机旋翼桨叶的模态参数，为后续直升机动力学问题研究提供了分析依据。

1. 试验研究1.1 试验设计为测量某型直升机旋翼桨叶在固支和“自由—自由”状态下的模态参数，搭建了试验平台，主要有支持装置、激振装置、数据采集系统等组成，各部分的作用分别为：（1）固支状态时设计工装夹具将桨叶根部固定在承力墙上，夹具提供的刚度足够大，能够保证桨叶根部在试验过程中不会产生位移或转动。

直升机起落架抗坠毁性能的有限元仿真评估1

1 基本原理和建模方法
( 3) 摇臂转动的模拟在轴线上布置公共节
点以形成铰链 , 周围元素的模量适当提高以保证力的传递 , 而又不影响固有的变形模式。 ( 4) 边界条件轮毂和轮轴外表面一组节点构成接触面 , 壳单元节点构成目标面 , 它们形成撞击过程中的面接触 , 并给出摩擦系数。 ( 5) 初始条件和外载以坠毁速度为初速度加到起落架和机身的所有节点上 , 重力加速度 g 作为外载荷也加到这些节点上。
( Department of Aircraft Design and Applied Mechanics , Beijing University of Aeronautics & Astronautics , Beijing 100083 , China)
摘要 : 建立了直升机起落架抗坠毁有限元模型 ,模拟硬着陆和坠毁过程 ,以考察起落架在坠毁事故发生时的吸能能力。有限元建模使用真实的几何模型 ,用一个虚拟的框架代替机身把起落架连接起来 ,全机质量折算为减缩质量并分布到该框上。缓冲器用弹簧 — 阻尼器单元替代 ,其参数由性能曲线给出。使用非线性瞬态动力学的显式解法求解冲击问题。对两种情况进行了仿真 : 分别以 610m/ s 和 1012m/ s 的垂直速度撞击地面。坠毁实验表明仿真结果与实验结果具有较好的一致性。关键词 : 抗坠毁 ; 直升机 ; 起落架 ; 有限元法 ; 仿真中图分类号 : V266 ;O242121 文献标识码 : A
第 24 卷
40ms 动能从最大值下降到几乎为零 ,然后以很小的幅度上升 , 最终趋于完全衰减 ; 图 2 ( b) 中曲线
名称
破坏应力
/ MPa 1960 520 1680

舱外航天服航天员下肢系统动力学建模与分析

第２５卷第１期
２０１９年２月
载人航天
ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ
Ｖｏｌ.２５Ｎｏ.１
Ｆｅｂ. ２０１９
舱外航天服￣航天员下肢系统动力学建模与分析
林如海ꎬ谢晓梅 ∗ ꎬ李钰新ꎬ李学生ꎬ王振伟ꎬ徐利梅ꎬ王枭
基金项目:载人航天预先研究项目(２０１６０２３５６４) ꎻ四川省科技计划重点研发项目(２０１７ＧＺ０１６２)
第一作者:林如海ꎬ男ꎬ硕士ꎬ助理工程师ꎬ研究方向为控制工程ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｒｈ＿ｕｅｓｔｃ＠１６３.ｃｏｍ
∗通讯作者:谢晓梅ꎬ女ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为机械工程ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｍａｙｘｉｅｚｈｏｕ＠ｕｅｓｔｃ.ｅｄｕ.ｃｎ
ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｓｔａｉｒｓｏｆａｓｔｒｏｎａｕｔｓｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｓｐａｃｅｓｕｉｔ. Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅ
ｍａｓｓꎬ ｔｈｅｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｔｏｒｑｕｅｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｄｓｐａｃｅｓｕｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅａｓｔｒｏ￣
ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄꎬ ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇＬａｇｒａｎｇｅｍｅｔｈｏｄ. Ｔｈｅｎｔｈｅｊｏｉｎｔ
ｔｏｒｑｕｅｓｏｆｔｈｅｈｉｐꎬ ｔｈｅｋｎｅｅａｎｄｔｈｅａｎｋｌｅｗｅｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｆｏｒｗａｌｋｉｎｇꎬ ａｓｃｅｎｄｉｎｇｏｒ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｘｔｒａｖｅｈｉｃｕｌａｒｓｐａｃｅｓｕｉｔꎻ ｈｕｍａｎｌｏｗｅｒｌｉｍｂｓｙｓｔｅｍꎻ ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇꎻ ｇａｉｔｗａｌｋｉｎｇꎻ

直升机飞行模型建模与仿真研究

直升机飞行模型建模与仿真研究直升机是一种重要的飞行工具，具有升降、前进、后退和悬停等多种机动能力，在军事、医疗、交通和科研等领域都有广泛的应用。

为了提高直升机的性能和安全性，研究人员一直在进行直升机飞行模型的建模和仿真研究。

一、直升机飞行模型建模直升机飞行模型建模是指将直升机的物理特性、运动规律和控制系统等方面抽象成数学模型，以便于后续的仿真分析和控制设计。

直升机飞行模型包括机体模型、非线性数学模型和控制模型等部分。

机体模型是指直升机外形、质量分布和空气动力学特性等方面的描述。

一般采用三维体积模型或面板模型进行，可以利用CAD软件进行建立和处理。

非线性数学模型是指直升机的动力学和控制特性的数学描述，包括运动方程、力学方程、气动方程和控制方程等。

由于直升机的运动和控制特性非常复杂，因此非线性数学模型通常采用基于物理特性和实验数据的数值计算方法进行求解。

控制模型是指直升机的控制系统的数学模型，包括传感器、控制器和执行机构等部分。

控制模型可以采用线性化和非线性化方法进行建模和仿真，以评估控制系统的性能和改进控制算法。

二、直升机飞行模型仿真直升机飞行模型建模后，需要进行仿真分析，以评估机体特性、控制系统性能和飞行特性等方面的优缺点。

直升机飞行模型仿真应包括以下几个方面。

飞行动力学仿真主要研究直升机的飞行稳定性和控制性能，包括姿态稳定性、运动稳定性和控制稳定性等。

飞行动力学仿真可以采用Matlab、Simulink、ADAMS等工具进行，以模拟真实飞行条件下的机体特性和控制响应。

飞行器控制仿真主要研究直升机的控制算法和控制效果，包括姿态控制、高度控制、航向控制等。

飞行器控制仿真可以采用PID、LQR、滑模控制等算法进行，以优化直升机的稳定性和控制性能。

导航和传感器仿真主要研究直升机的导航系统和传感器系统，包括GPS、INS、气压计、陀螺仪等。

导航和传感器仿真可以采用虚拟现实技术和仿真器进行，以评估系统的精度和可靠性。

直升机动力学数值模拟与仿真

直升机动力学数值模拟与仿真一、引言自从20世纪初期直升机被发明以来，它一直是人类非常重要的交通工具之一。

但是，直升机的飞行特性很复杂，机身旋转致使操纵特别困难，并且对直升机的掌握需要较高的驾驶技能。

因此，直升机的安全飞行和提高其性能都是重要的研究方向。

近年来，数值模拟和仿真技术被广泛用于直升机动力学分析中，并为提高直升机的性能和安全提供了有效的手段。

二、直升机动力学的数值模拟直升机动力学是研究直升机飞行、控制和稳定性的学科。

数值模拟是直升机动力学研究的重要方法之一，它能够计算出直升机在不同运动状态下的动力学响应。

直升机动力学的数值模拟通常包括以下几个方面：1.直升机自由飞行状态下的模拟自由飞行是直升机最基本的飞行状态。

在自由飞行中，直升机的全部运动都满足动量、力和能量守恒定律。

数值模拟可以通过求解直升机的运动方程，得到直升机在自由飞行状态下的各种物理量，如速度、加速度、转速、力和动力。

有了这些信息，研究者就能够找到直升机运动的规律和特性。

2.直升机稳定性和控制性分析直升机在飞行中必须保持平稳和可控状态，并在受到外部干扰时能够及时做出反应。

稳定性和控制性是直升机设计中最基本的要求。

数值模拟可以通过计算直升机的稳定性和控制性特性，评估直升机的控制性能和设计可靠性。

同时，数值模拟还可以模拟直升机在受到不同干扰时的运动响应，并为设计安装自动驾驶仪等辅助设备提供支持。

3.直升机噪声与振动分析直升机在飞行过程中会产生许多不同的噪声和振动，这些噪声和振动会对直升机本身和周围环境产生不利影响。

数值模拟可以计算出直升机在不同运动状态下的噪声和振动特性，评估其对人体健康和周边环境的影响。

同时，数值模拟还可以优化直升机结构和设计，减少噪声和振动。

三、仿真技术在直升机动力学中的应用仿真技术是通过模拟实际物理环境和运动过程的方法来预测和优化系统性能的过程。

在直升机动力学中，仿真技术被广泛用于直升机的飞行、悬停、转弯、爬升和下降等方面。

《2024年直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》范文

《直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》篇一一、引言直升机作为一种独特的飞行器，其垂直起降、空中悬停以及前飞、侧飞等飞行状态的实现，离不开其复杂的飞行控制系统。

其中，自动倾斜器作为直升机飞行控制的核心部件，对直升机的稳定性和机动性起着至关重要的作用。

本文将对直升机自动倾斜器的力学原理及动力学仿真进行详细分析，以期为相关研究与应用提供参考。

二、直升机自动倾斜器力学分析1. 自动倾斜器结构自动倾斜器是直升机飞行控制系统中的重要组成部分，主要由伺服机构、输入轴、倾斜角传感器和执行机构等部分组成。

通过接收飞行控制系统的指令，自动倾斜器可以调整桨叶的倾斜角度，从而实现直升机的飞行控制。

2. 力学原理自动倾斜器的力学原理主要涉及到动力学、气动力学以及飞行动力学等多方面知识。

当飞行员对直升机进行操作时，飞行控制系统将产生一个控制信号，该信号被发送至自动倾斜器。

自动倾斜器根据控制信号，调整桨叶的倾斜角度，从而改变旋翼的升力和侧向力，使直升机实现俯仰、滚转等机动动作。

三、动力学仿真为了更深入地了解自动倾斜器的性能及对直升机飞行的影响，本文采用动力学仿真方法对直升机进行建模与仿真分析。

1. 建模过程首先，根据直升机的实际结构与性能参数，建立精确的物理模型。

其中，自动倾斜器的伺服机构、输入轴、倾斜角传感器和执行机构等部分均需进行详细建模。

此外，还需考虑旋翼的气动性能、机身的惯性特性等因素。

2. 仿真分析在建立好模型后，通过动力学仿真软件进行仿真分析。

在仿真过程中，可以模拟飞行员对直升机的操作过程，观察自动倾斜器在受到控制信号后的响应情况。

同时，还可以通过改变仿真参数，分析不同条件下的直升机飞行性能。

四、结果与讨论通过对自动倾斜器的力学分析及动力学仿真，我们可以得到以下结论：1. 自动倾斜器在直升机飞行控制中起着至关重要的作用，其性能直接影响着直升机的稳定性和机动性。

2. 通过动力学仿真，可以更深入地了解自动倾斜器的性能及对直升机飞行的影响，为相关研究与应用提供参考。

《2024年直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》范文

《直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》篇一一、引言直升机作为一种能够在垂直和前飞状态之间自由切换的飞行器，其稳定性和操纵性很大程度上依赖于自动倾斜器的设计和性能。

自动倾斜器作为直升机飞行控制系统的核心部件，负责感知飞行员的操作指令并产生相应的倾斜力矩，从而实现对直升机的姿态控制和稳定。

本文将对直升机自动倾斜器的力学原理及动力学仿真进行详细的分析和讨论。

二、自动倾斜器力学分析1. 结构组成自动倾斜器主要由摆臂、摇臂、控制杆等部分组成。

其中，摆臂与旋翼系统相连，通过旋翼的挥舞运动来感知飞行姿态的变化；摇臂则与控制杆相连，通过控制杆的移动来改变摆臂的角度，从而产生相应的倾斜力矩。

2. 力学原理自动倾斜器的工作原理基于力学平衡原理。

当飞行员通过操纵杆对自动倾斜器发出操作指令时，控制杆将移动并改变摆臂的角度。

由于摆臂与旋翼系统的连接，旋翼的挥舞运动会因此产生一个反作用力矩，这个力矩会通过自动倾斜器的结构传递到机身，从而实现机体的倾斜运动。

同时，为了保持机体的平衡和稳定，自动倾斜器还需与其他系统进行协调工作。

三、动力学仿真为了更好地理解和分析自动倾斜器的性能和动态响应，本文采用了动力学仿真方法。

通过建立直升机飞行控制系统的动力学模型，模拟飞行员对自动倾斜器的操作过程以及自动倾斜器对直升机姿态的影响。

1. 动力学模型建立在建立动力学模型时，我们需考虑自动倾斜器的结构参数、材料属性、摩擦力等因素。

同时，还需将旋翼系统、机身等其他系统与自动倾斜器进行连接和耦合，以实现整体系统的动力学模拟。

2. 仿真过程及结果分析在仿真过程中，我们模拟了飞行员在不同飞行状态下对自动倾斜器的操作过程。

通过观察和分析仿真结果，我们可以发现自动倾斜器在不同操作指令下的动态响应和性能表现。

同时，我们还可以通过调整自动倾斜器的结构参数和材料属性来优化其性能和动态响应。

四、结论通过对直升机自动倾斜器的力学分析和动力学仿真，我们可以更好地理解其工作原理和性能表现。

《2024年直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》范文

《直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》篇一一、引言直升机作为空中飞行的重要工具，其自动倾斜器在飞行控制中扮演着至关重要的角色。

自动倾斜器通过力学原理实现直升机的姿态调整和稳定飞行，是直升机飞控系统的重要组成部分。

本文将重点对直升机自动倾斜器的力学原理进行详细分析，并在此基础上进行动力学仿真研究。

二、直升机自动倾斜器概述直升机自动倾斜器是安装在尾梁上的装置，主要由液压马达、斜盘和转子等组成。

当驾驶员操纵飞行操纵系统时，会改变自动倾斜器的转子位置，从而调整飞行姿态。

三、力学分析1. 旋转力学直升机自动倾斜器主要利用扭矩产生偏航力和倾角，因此，它的旋转力学的核心就是力的作用关系。

由于各控制力的产生过程十分复杂，但通常可以用弹簧质点系统或偏转子原理等简化的力学模型来描述。

2. 倾角控制自动倾斜器通过改变转子的角度来控制倾角。

当驾驶员操纵飞行操纵系统时，会通过改变自动倾斜器的转子角度来调整倾角，使直升机实现俯仰、滚转和偏航等动作。

这一过程中涉及到倾角传感器的精确反馈以及相应的伺服控制系统等关键技术。

3. 动态稳定性控制在直升机飞行过程中，由于外部扰动等因素可能导致姿态的动态变化。

此时，自动倾斜器需要根据飞控系统的指令迅速响应，以实现动态稳定性控制。

这涉及到力矩平衡和能量平衡等复杂力学问题。

四、动力学仿真为了更好地理解直升机自动倾斜器的力学原理和动态特性，本文采用动力学仿真方法进行研究。

具体步骤如下：1. 建立仿真模型：根据直升机自动倾斜器的实际结构和工作原理，建立相应的动力学模型。

包括各部件的物理参数、力矩传递关系等。

2. 设定仿真条件：根据实际飞行场景和需求，设定仿真条件，如风速、重力加速度等。

同时，需要设定初始姿态和目标姿态等参数。

3. 仿真分析：在设定的仿真条件下，对自动倾斜器进行动力学仿真分析。

通过观察和分析仿真结果，可以了解自动倾斜器在不同条件下的动态特性和响应速度等性能指标。

4. 结果验证：将仿真结果与实际飞行数据进行对比验证，以评估仿真结果的准确性和可靠性。

《2024年直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》范文

《直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》篇一一、引言直升机作为现代航空器的重要一员，其飞行稳定性和操控性主要依赖于自动倾斜器的工作性能。

自动倾斜器是直升机飞行控制系统的核心部件，其力学特性和动力学行为直接影响着直升机的飞行品质和安全性。

因此，对直升机自动倾斜器的力学分析及动力学仿真研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、直升机自动倾斜器力学分析1. 结构组成及工作原理直升机自动倾斜器主要由陀螺仪、电位计、伺服系统等部分组成。

其工作原理是，通过陀螺仪感知飞行姿态变化，将信号传输至伺服系统，驱动电位计进行相应的姿态调整，以实现直升机的稳定飞行。

2. 力学特性分析自动倾斜器的力学特性主要体现在其对直升机飞行姿态的调整和稳定作用上。

在飞行过程中，自动倾斜器通过感知飞行姿态变化，产生相应的力矩，使直升机在空间中保持稳定。

同时，它还能根据飞行员的指令，调整直升机的姿态，实现精确的操控。

三、动力学仿真研究1. 仿真模型建立为了对直升机自动倾斜器的动力学行为进行深入研究，需要建立相应的仿真模型。

该模型应包括直升机的机械结构、控制系统、环境因素等部分。

通过仿真模型，可以模拟直升机的实际飞行过程，分析自动倾斜器在不同飞行状态下的工作性能。

2. 仿真过程及结果分析在仿真过程中，首先需要设定不同的飞行场景和飞行条件，如风速、温度、高度等。

然后，通过仿真模型模拟直升机的飞行过程，观察自动倾斜器在不同飞行状态下的工作情况。

最后，对仿真结果进行分析，评估自动倾斜器的性能表现。

四、实验验证及结果讨论为了验证仿真结果的准确性，需要进行实验验证。

通过将仿真结果与实际飞行数据进行对比，分析自动倾斜器在实际飞行中的工作性能。

同时，还需要对仿真过程中可能存在的误差进行分析，以提高仿真结果的可靠性。

通过力学分析和动力学仿真研究，可以得出以下结论：1. 直升机自动倾斜器具有优良的力学特性和动力学行为，能有效地实现直升机的稳定飞行和精确操控。

基于计算机仿真的飞行器动力学建模与仿真研究

基于计算机仿真的飞行器动力学建模与仿真研究飞行器动力学建模与仿真研究是当今航空产业研究的热点之一。

通过计算机的仿真技术，科学家们能够更好地理解飞行器的强度、稳定性和控制性能，提高它们的飞行效率，从而提高安全性和经济性。

本文将介绍基于计算机仿真的飞行器动力学建模与仿真研究的相关知识。

一、建立飞行器动力学模型建立飞行器动力学模型是飞行器动力学建模与仿真研究的关键。

动力学模型是基于飞行器的力学原理和控制机制创建的模拟器。

模型根据飞行器的状态和参数进行设计，可以捕捉飞行器的运动、加速度、旋转、姿态和气动、惯性和引力等力的作用。

此外，需要对飞行器的气动参数、结构参数、质量分布、控制系统以及高压、气温等气象参数进行模拟和参数化。

二、进行仿真研究在基本建模完成后，可以进行仿真研究。

仿真模拟可以在计算机上通过模拟飞行器在空气中的运动，评估其各种运动状态和控制系统的性能。

所涵盖的研究领域包括飞行器在各种环境条件下的控制、降落、空中加油、开始和结束等各种程序。

此外，也可以研究飞行器的运动稳定性，通过模拟研究来提高飞行器的纵向和横向稳定性，加强其飞行性能。

三、优化飞行器设计基于计算机仿真的飞行器动力学建模与仿真研究还能够优化飞行器的设计。

模拟研究可以评估飞行器在各种情况下的控制性能和运动稳定性，找到问题所在并提出解决方案。

这样，设计人员可以根据仿真结果改进设计，提高飞行器的性能和控制效率。

四、未来发展方向和展望随着计算机科学和工程技术的不断发展，飞行器动力学建模与仿真研究的发展方向和展望也非常广泛。

未来可考虑将仿真和优化技术应用于更广泛的飞行器类型，如水面效应飞行器和深空探测器等。

此外，还可以考虑增加更多仿真方法，如基于人工智能的机器学习技术、大数据分析等，以提高研究的精度和控制系统的反应。

总之，基于计算机仿真的飞行器动力学建模与仿真研究是航空产业中非常重要的研究领域。

通过模拟飞行器的运动、控制和完整运行过程，研究和优化控制系统、加强飞行器的稳定性和优化性能，这将有助于提高安全性和经济性，推进人类对空间的探索和开发。

直升机防坠毁试验假人的研制与标定

直升机防坠毁试验假人的研制与标定
袁中凡;林大全;周兵;樊庆文;王华
【期刊名称】《四川大学学报（工程科学版）》
【年(卷),期】2007(039)002
【摘要】利用人体参数的静态设计和生物力学参数的动态设计完成的直升机防坠毁试验假人具有中国人的人体参数,达到了形态的相似性,生物力学的仿真性和结构的等效性.对研制的假人进行了标定,标定的结果证明了我们研制的假人在主要指标方面已达到国外同类试验用假人的要求.
【总页数】4页(P160-163)
【作者】袁中凡;林大全;周兵;樊庆文;王华
【作者单位】四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065;四川大学,制造科学与工程学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TP206.1
【相关文献】
1.直升机抗坠毁试验假人胸部动力学性能的仿真研究 [J], 戢敏;雷经发;周立华;袁中凡
2.直升机抗坠毁试验假人下肢动力学性能的计算机仿真研究 [J], 戢敏;雷经发;廖俊
必;袁中凡
3.正碰试验假人的生物力学特点及其标定系统研制 [J], 曹立波;乐中耀
4.汽车正碰试验假人头部与颈部标定试验研究 [J], 任建英;朱政
5.基于假人标定试验的Hybrid Ⅲ 50th假人重复性及再现性研究 [J], 季奕;高嘉辰;仲衍慧
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直升机抗坠毁仿真技术现状_发展与工程实例浅析

直升机抗坠毁仿真技术现状、发展与工程实例浅析宫少波温永海哈尔滨飞机工业集团有限责任公司飞机设计研究所，哈尔滨150066摘要当前的国内外军标和适航条例都制定了强制性直升机抗坠毁条款，这意味着直升机必须进行抗坠毁设计。

传统抗坠毁设计模式依赖大量的物理试验，费时费力，研制投入高，研制周期长。

直升机抗坠毁数字仿真技术可以突破传统设计模式，减少、简化或替代物理试验，实现设计、试验等各方面的根本性变革，最大限度地规避研制风险，缩短研制周期，节省研制经费，提高设计效率和质量，促进直升机抗坠毁设计技术和手段的发展。

国外在70年代初相继开发了抗坠毁仿真软件并广泛应用于型号研制中，国内从80年代起进行了抗坠毁仿真的基础性研究，但尚未建立起系统的抗坠毁仿真平台，缺乏工程应用经验。

伴随着仿真技术的反展，采用高度非线性瞬态冲击动力学软件（如DYTRAN、DYNA、CRASH等）模拟坠撞过程，是直升机抗坠毁仿真技术的发展趋势。

针对国内直升机型号研制中对抗坠毁仿真技术的迫切需求，本文探讨直升机抗坠毁数字仿真系统项目建设的基础条件和可行性，提出了项目建设的初步方案。

结合某型号工程应用实例，以瞬态冲击动力学软件MSC.Dytran为仿真平台，进行某型机机身底部吸能结构的抗坠毁数字仿真探索研究，对仿真结果进行了分析，给出了相应的仿真结论。

关键词直升机抗坠毁仿真有限元非线性1 引言直升机具有长时间空中悬停、垂直起降、低空低速飞行、机动灵活等特点，用途广泛。

直升机的应用已渗透到了国防建设和国民经济的众多领域，并逐渐发挥出越来越大的作用。

与此同时，直升机的安全性问题日益凸现，成为人们密切关注和研究的焦点。

美国1991～1996年民用直升机事故和航班事故对比的研究结果显示，民用直升机事故率和死亡人数是航班事故数和死亡人数的10倍。

直升机事故率高的主要原因，一方面是由于直升机自身特有的结构特点。

直升机旋转部件多，载荷复杂，旋翼和尾桨的交变载荷易导致直升机振动并产生疲劳破坏。

人体下肢力学建模及仿真分析

中国矿业大学2014 级硕士研究生选题报告选题名称：人体下肢力学建模及仿真研究学院：机电工程学院学科专业：机械设计及理论研究生姓名：林玉屏导师姓名：胡而已中国矿业大学学位管理办公室制2016年1月19日1 课题题目人体下肢力学建模及仿真分析。

2 课题来源本论文的研究课题来源于国家自然科学基金项目(51275512)：《人工髋关节仿生试验装备动态特性及系统稳定性研究》。

3 选题背景及研究意义随着科学技术的进步，人类文明发展到一个新的时期[1]。

生活水平的提高使人们越来越注重自身的健康和生活保健。

工业的进步和技术的发展在一方面给人类带来便利和舒适，同时，在另一方面也给人类带来了内在和外在的伤害，由于肌体组织的病变、衰竭、老化或各种意外情况的伤害均对器官造成了破坏使其丧失原有功能。

通过现代医学技术和设备替换人体病变或损伤组织器官，是临床验证的有效治疗途径[2]。

目前临床上通常采用关节置换术来治疗晚期关节疾病和严重的骨折，例如股骨颈骨折、股骨头坏死，骨性关节炎、风湿及类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等等，置换术主要目的是解除关节部位的疼痛、保持关节稳定、改善关节功能、调整双下肢长度。

据统计，现在每年全世界仅全髋置换手术就有约50万例，而且该数字仍在增长[3-5]。

在这些患者中大约有33%的人因为周期性的脱臼、关节疼痛等各种原因需要进行关节返修术，只有60%的患者能够完全消除以上症状[6]。

因此，为了减少患者的痛苦，降低关节置换术的返修率，使患者重新获得堪比健康人体的日常活动能力，更加深入地了解人体下肢关节生物力学特性和人工关节的作用机理，以及提高关节假体测试试验机的性能是至关重要的。

自上世纪70年代以来，人们利用多种方法和手段试图对人体生命系统进行深入细致的研究[6]。

但由于人体的运动涉及到各个器官的综合作用，是一个极其复杂的控制过程，目前很多方面的特性仍不被人自身所了解。

人体运动的研究涉及力学、解剖学、生理学等多种学科，生物力学便是应用力学基本原理和方法对生物体的运动和变形问题进行定量研究的学科[7, 8]。

《2024年直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》范文

《直升机自动倾斜器力学分析及动力学仿真》篇一一、引言直升机作为现代航空器的重要一员，其飞行稳定性和操控性主要依赖于自动倾斜器的工作状态。

自动倾斜器是直升机飞行控制系统的核心部件，负责调整飞行姿态，保持飞行的稳定性和可控性。

本文将重点对直升机自动倾斜器的力学特性进行详细分析，并通过动力学仿真进行验证。

二、直升机自动倾斜器概述直升机自动倾斜器是安装在直升机旋翼轴上的一个重要装置，其作用是通过改变旋翼的桨叶角度来调整飞行姿态。

自动倾斜器由一系列的机械连接和电子控制系统组成，其工作原理是利用舵面控制桨叶的倾斜角度，进而影响旋翼的升力和扭矩，从而改变直升机的飞行姿态。

三、自动倾斜器力学分析1. 升力与扭矩的生成自动倾斜器通过改变桨叶的倾斜角度来调整升力和扭矩。

当桨叶的倾斜角度增加时，旋翼的升力增大，同时产生更大的扭矩。

这种升力和扭矩的调整可以使得直升机实现垂直起降、水平飞行、转弯等动作。

2. 动力学特性分析自动倾斜器的动力学特性主要表现在其运动过程中的稳定性和响应速度。

由于直升机旋翼的高速旋转和复杂的气动环境，自动倾斜器需要具备较高的动态响应能力和稳定性。

在力学分析中，需要考虑到自动倾斜器的刚度、阻尼等参数对直升机飞行稳定性的影响。

四、动力学仿真为了验证自动倾斜器的力学特性和工作原理，本文采用动力学仿真软件进行模拟分析。

通过建立直升机的三维模型和自动倾斜器的控制系统模型，模拟直升机在不同飞行状态下的动力学行为。

在仿真过程中，可以观察到自动倾斜器对旋翼升力和扭矩的调整过程，以及这种调整对直升机飞行姿态的影响。

五、仿真结果分析通过动力学仿真，我们可以得到以下结论：1. 自动倾斜器能够有效地调整旋翼的桨叶角度，从而改变升力和扭矩，实现直升机的垂直起降、水平飞行、转弯等动作。

2. 自动倾斜器的刚度和阻尼等参数对直升机的飞行稳定性有重要影响。

合理的参数设置可以保证直升机的稳定性和操控性。

3. 动力学仿真可以有效地验证自动倾斜器的力学特性和工作原理，为实际飞行控制系统的设计和优化提供有力支持。

人体空中运动的动力学仿真方法研究的开题报告

人体空中运动的动力学仿真方法研究的开题报告一、研究背景和意义人体空中运动是指在空中进行的一系列动作，如跳跃、翻转、旋转、滑翔等活动。

这些活动涉及到人体的力学、动力学、控制等多个方面，其对人体的体能、协调能力、柔韧性等要求极高，因而被广泛运用于众多体育项目中。

然而，由于空中运动过程中存在着很多变量，如人体的质量、速度、旋转角度、空气阻力等，因此研究人体空中运动的动力学仿真方法成为了一项重要的研究方向。

本研究旨在研究人体空中运动的动力学仿真方法，实现对人体在空中运动过程中的力学运动学特性的模拟和分析。

该研究具有理论和应用价值，对于进一步理解人体空中运动的机理、提高人体运动技能、改进体育器材设计等有着重要意义。

二、研究内容和方案本研究将采用多体动力学仿真的方法，通过建立人体空中运动的动力学模型，模拟分析人体在空中运动的过程。

具体的研究内容分为以下两个方面：1. 动力学模型的建立首先，需要建立人体空中运动的动力学模型。

该模型将以物理仿真为基础，结合人体生理学和运动学知识，通过对人体各个部位的运动轨迹、角速度、角加速度等参数进行测量和分析，建立相应的动力学方程。

同时，需要考虑到空气阻力、地面反作用力等因素的影响，使得模型更加精准可靠。

2. 动力学仿真分析在动力学模型建立之后，需要进行动力学仿真分析。

通过对不同的运动姿态、动作、速度等条件的模拟，研究人体在空中运动中的运动学特性。

具体分析对象包括空中跳跃、空中翻转、空中滑翔等多种运动模式。

同时，需要比较模拟结果与真实实验数据的差异，以验证模型的可靠性和适用性。

三、研究进度和预期成果本研究预计在1年时间内完成，研究进度如下：第1-3个月：收集相关文献，了解人体空中运动的相关理论和实验知识，制定研究方案。

第4-5个月：建立人体空中运动的动力学模型，编写相应的计算程序。

第6-9个月：进行动力学仿真分析，并对模拟结果进行分析和比对。

第10-11个月：撰写研究报告，论述研究结果和成果的意义和价值。