论文摘要：弹上设备装配力矩有限元仿真分析方法及其应用研究

弹上设备工作性能要求高，工作环境恶劣，高温、高速、飞行振动及加速度冲击等都会对其工作性能造成严重影响。弹上设备装配质量及装配可靠性要求高，而合适的装配力矩是提高装配可靠性的主要因素。因此装配力矩合适与否十分重要。目前，弹上设备实际装配中没有装配力矩的可靠数据，仅为“拧紧、防松”等定性术语，装配时依靠经验和感觉，且主要紧固件统统加胶；装配后还需借助大量物理样机可靠性试验进行检验。这种办法重检验，轻控制，装配质量不稳定，其成本高而效率低，已经成为了型号批生产的一个瓶颈。因此，基于计算机技术和数字化仿真环境，开展弹上设备有限元仿真分析技术的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文采用有限元仿真技术，研究弹上设备螺纹联接预紧力及装配力矩的分析计算方法。通过进行有限元建模、接触非线性仿真、有预应力的模态仿真及飞行振动谱仿真分析来模拟物理样机的试验过程，分析计算出合适的装配力矩范围，从而提高装配质量和可靠性，减少物理样机的试验次数。本论文主要研究内容和成果如下：1. 研究了有限元仿真分析原理与方法，包括有限单元法理论及结构动力学理论。其中结构动力学理论主要涉及接触非线性分析，模态分析及随机振动谱分析。2. 建立了弹上设备三维实体模型及有限元模型，包括三维实体模型的建立及简化原则，弹上设备的承载特点、边界条件、材料属性、连接关系及接触关系等的模拟。3. 研究了弹上设备动力学特性，依次对弹上设备进行接触非线性仿真分析，有预应力的模态分析及飞行振动谱分析，计算出了弹上设备加载后结构各处的应力分布状况及应力数据。4. 研究了弹上设备装配力矩分析方法，明确了预紧力与装配力矩之间的关系，并确定了装配力矩分析流程；在仿真分析的基础上，拟合出了预紧力与结构应力间的函数关系，确定了预紧力及装配力矩的范围。