4379一种弹载测试系统地面标定装置结构【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】
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. 92704, is of in at in in to by a S of of an to a = - to a )(),(, = - of a in of to r- to on to - - - a to )(= - d - in a ( ( in a - as 3000 2704 7 009, 009 2009 by =in a to up of of s a is a to a of is a in in s to at a an of to a of be by in in a of an a by of to a EA of to a In or of to be SI EA to of a is in to on do to be a to a of a 1 ( A is as . of a in a to to a a (sp to in a in a in as a to it to a is a a in a be (/ = ( 1 )(/ = ( 2 ) = 3 ) = 4 ) in a s - ( - a - of to a of in of a 1 to in a a of of a to It is is a of a of is a . in a to is a of a 2 to to an of of (sP of r a is to of a a a to a (a to (in of be by )(= 5 )(2= 6 ) 1 3 - 4 ) of (),(),(),( Y at 0)0( =s 7 ) = )( 8 )is at of of 1be is in , is a in of 1- 4 ). of of a of it is to by a in on on to be to a at a a a a to a to a in a to a in of a 30 it a s it to a by In in a a be on of a ( )(of to a of 5 . 2 of It is by of in a by a be ( =N( 9 ) = at 2/ = ) a 0 it is in a a at a be by a of a l a at of = 10 )a of ( no in a to a 2/ = is a of In as it 5 0)( =it in a in of is to a in a As a a in a is to a of to (a as a is to is is a of a it is a of a on of it is to of a is by a or a at is of a at to is = . =Fn ( 11 )In be =N( 12 ) a of of of on a of is by a of a is be = ( 13) or , a of , of , )= (14 )=15 ) a at it be 0 to a a to in to n of at , is 0 at is a in In a 12 ) be to of at of it of = a of of . in (1,6) in at of of of or a in is by a In a 5 be of 1 in a in a is by = ( 16 )It of ( or in a . in a is in a In a in a to be is to +=+= )/(/)( ( 17 )m” is to on a or at or to k” of m = , k = ( 18 )it a is 5an - a It is to of a a of in a an of of a a of a of , is in As it is a A in a in 0 30 to a in an a in in a It be s a is at of to a as to a d a be by a c = / . is a it on a to a a 7 in c 0,1 = a in 3. is in of to of on in % to a in a is 5% 0 0 in n is to in of at it be c a of . At c to an in a in a is by in a of in of them 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )前期工作材料 学生姓名 : 殷奥琪 学 号： 060104215 系 ： 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化专业 设计 (论文 )题目 : 一种弹载测试系统地面标定装置结 构设计 指导教师 : 郭锐 讲师 (姓 名 ) (专业技术职务 ) 材 料 目 录 序号 名 称 数量 备 注 1 毕业设计 (论文 )选题、审题表 1 2 毕业设计 (论文 )任务书 1 3 毕业设计 (论文 )开题报告含文献综述 1 4 毕业设计 (论文 )外文资料翻译含原文 1 5 毕业设计（论文）中期检查表 1 年 月 注：毕业设计（论文）中期检查工作结束后，请将该封面与目录中各材料 合订成册 ，并统一存放在学生“ 毕业设计（论文）资料袋 ”中（打印件一律用 型）。 南京理工大学紫金学院 本科生毕业设计（论文）选题、审题表 系： 机械工程系 专业： 机械工程 及 自动化 指导教师 姓 名 郭 锐 专业技术职 务 讲 师 课题名称 一种弹载测试系统地面标定装置结构设计 适用专业 机械工程 及 自动化 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 适中 易 备注 : 课题简介 本课题是一个具有鲜明的工程背景的课题。 在某灵巧 弹药弹载测试装置的基础上，设计一种地面标定系统，该系统可以实现稳定旋转，并对其进行结构设计，为该型灵巧弹药用弹载测试装置的设计定型提供帮助， 对于提高我国国防能力有着重要意义。 该课题研究包括结构设计、 电机选择、传动系统设计、 数学建模及相关计算。 课题应完成的任务和对学生的要求 本课题要求设计者对 机械 设计能力、计算机编程能力、绘图能力有较好的基础 , 要进行 结构设计、 电机选择、强度校核、 数学建模 ， 编制 部分 设计程序 ，撰写论文。 所在专业审定意见： 专业负责人 (签名 )： 年 月 日 注：本课题由 同学选定，学号： 注： 1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）选题使用； 2有关内容的填写见背面的 填表说明 ，并在表中相应栏内打“ ”； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 填 表 说 明 1 该表的填写只针对 1 名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由 2名及 2名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏中说明。 2 “ 课题性质” 一栏： A产品设计； B工程技术研究； C软件开发； D研究论文或调研报告 ； E其它。 3 “课题来源” 一栏： A自然（社会）科学基金与省（部）、市级以上科研课题； B企、事业单位委托课题； C院、系级基金课题； D自拟课题。 4 “课题简介” 一栏： 主要指该课题的背景介绍、理论意义或实用价值。 南京理工大学紫金学院 毕业设计（论文）任务书 系 ： 机械工程系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 殷奥琪 学 号： 060104215 设计 (论文 )题目 ： 一种弹载测试系统地面标定装置结构 设计 起 迄 日 期 : 2010 年 2月 24日 2010 年 6 月 5 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学紫金学院 指 导 教 师 : 郭锐 专业 负责 人 : 肖猛 发任务书日期 : 2010 年 2 月 23 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据 各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、系领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本课题是一个具有鲜明的工程背景的课题。 在某灵巧弹药弹载测试装置的基础上，设计一种地面标 定系统，并对其进行结构设计，为该型灵巧弹药用弹载测试装置的设计定型提供帮助 。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 课题内容： 1 地面标定系统 总体方案设计； 2 地面标定系统 结构设计； 3强度计算； 4. 优化设计； 课题要求： 本课题要求设计者对机械结构设计能力、计算机编程能力、绘图能力有较好的基础，要进行结构设计、强度计算等，绘制部分零件工程图，撰写论文。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 所设计的 地面标定系统方案合理可行，强度计算正确，优化设计合理， 图表绘制符合规范， 论文撰写 符合规范。 4主要参考文献： 1 刘鸿文 . 材料力学 M. 北京：高等教育出版社， 2004. 2 李向东，钱建平，曹兵，沈培辉 . 弹药工程 M防工业出版社， 2004. 3 许中天，贺益康 M江大学出版社， 2002. 4 王华坤，范元勋 ） M2001. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2010 年 1 月 24 日 3 月 1 日 3 月 1 日 3 月 19 日 3 月 20 日 4 月 10 日 4 月 11 日 5 月 11 日 5 月 12 日 5 月 25 日 5 月 26 日 6 月 10 日 查阅文献资料，完成文献综述报告 ； 完成 外文翻译 ，完成开题报告撰写； 总体方案设计、完成中期检查； 结构设计； 相关计算，并完成论文撰写； 论文答辩 所在专业审 查意见： 负责人： 2010 年 2 月 22 日 系意见： 系领导： 2010 年 2 月 23 日 南 京 理 工 大 学 紫 金 学 院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 殷奥琪 学 号： 060104215 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 一种弹载测试系统地面标定装置结构 设计 指 导 教 师 : 郭锐 2010 年 3 月 19 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意 见及所在专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2007 年 3 月 15 日”或 “ 2007 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 敏弹的工作原理和背景 末敏弹是国外 70 年代初发展起来的一种用于对付自行火炮、坦克、步兵战车等新型反装甲目标弹药。 它是把先进的敏感器技术和爆炸成型技术应用到子母弹领域中的一种新型弹药 。与常规弹药相比，末敏弹具有无可比拟的优点，所以近年来世界不少国家都在大力研制，优先发展这个弹种。 利用常规火炮 发射精度高的优点，把母弹发射到目标区上空， 母弹利用抛撒机构抛出子弹， 每个子弹上装有旋转减速伞，通过该伞使子弹保持稳定的落速和转速，同时 利用稳态扫描装置在一定范围内扫描、搜索目标区域。 一旦发现目标，立即引爆自锻爆片进行打击。 敏弹稳态扫描参数测试的目的和意义 由末敏弹的工作原理可知，末敏弹的稳态扫描过程能否达到设计要求，直接关系到末敏弹搜索跟踪目标的能力和弹的命中率，而决定稳态扫描的三个关键运动参数为末敏弹的落速、扫描角和转速。对上述参数的正确和精确测试不仅为末敏弹的合理设计提供了依据，而且能对末敏弹 的战斗效果进行客观的评价。 在末敏弹整个项目研究中，某些单元技术如毫米波探测器和自锻破片技术等由于研究开展较早，已取得了很大进展，而末敏弹稳态扫描参数测试技术在“八五 ” 才立项研究，被认为是末敏弹发展过程中“卡脖子“技术。它不仅要解决实弹靶场测试操作下的精度问题，还要解决置入末敏弹的测试设备抗发射高过载的困难，并要求置入设备决不能改变末敏弹的结构和质量分布，否则，测出的数值不能正确反映实弹运动的真实力学参数。显然，末敏弹稳态扫描参数测试技术不仅是末敏弹整个研究课题的一个配套且不可缺少的研究工作，而且其测试技 术本身就是一个涉及光、机、电、算、气动力学等许多学科的高技术、高难度课题。该项技术可以成功推广到其他多用途导弹运动参数的 测量以及对空间不定域物体飞行姿态的测量，具有重要的社会和经济效益。 内外现有技术情况 外的研究状况 在国外，末敏弹技术 已 渐趋成熟，开始装备部队，国外在研制末敏弹过程中非常重视稳态扫描参数的测试。他们采用的测试技术主要是移植在炮弹、火箭的外弹道动态参数测试中所用的方法，如太阳方位传感器。 太阳方位传感器以太阳射线作为基准方向，由太阳射线通过狭缝和光栏在传感器上成象或投影位 置或投影间距的变化来测定末敏弹的太阳方位角，在转速稳定的条件下，经过较为复杂的计算和地面标定以得到末敏弹的太阳方位角， 由信号周期规律测定转速。这种选取太阳射线为基准方向的测试方法原理是正确的，但也存在明显的缺点，如要求实验必须在晴天阳光充足时进行 ;还要求太阳射线与传感器的倾角不能太大，即要求实验必须在一天中的早上九点至下午五点间完成， 以保证太阳光线对末敏弹呈合适的倾斜照射 ;由于必须在弹壁上开多个狭缝，以便接收太阳光，必然破坏末敏弹的本来结构，从而改变子弹的质量分布和转动惯量，往往使测出的数值偏离原末敏弹 的真实值 ;而且这种方法弹上装置较复杂，准确标定也很困难 ;对实验条件要求苛刻，在系统由于横风等原因偏离正常姿态较大时，无法进行有效的测量 ;需要弹壳开孔并装置光学透镜，抗过载能力不高 ;因此只能进行模拟弹的测量而难以满足实弹发射条件下的测试要求，而且这种方法还无法得到末敏弹的地面扫描螺线。 至今所见国外的末敏弹测试报告多限于试验弹的直升机抛撒实验结果，尚未见实弹发射下的靶场实测报道。 与太阳方位传感器类似的还有 是以面阵 以太阳射线作为投影位置的改变确定扫描角。由于聚焦光 斑不可能很小，且装置于弹壁上的透镜因弹径有限使其焦距不可能很长，故测角精度不可能很高，而且与太阳方位传感器一样，也只能用于模拟弹的测试。为实现实弹测试，必须在弹上尽量少装或不装东西，例如测速雷达法或高速摄影法，测速雷达法利用多普勒效应测速，但对于旋转和下落合成运动的物体，从合成频移中分离出旋转和下落速度需进一步研究和改造现有雷达设备，而且也无法对扫描角进行有效测量。用高速摄影仪加高倍望远镜系统，可实时记录末敏弹的稳态扫描过程，但由于末敏弹相应于相面的左右两极端位置判断不准， 故扫描角不易精确测量。 至今所见 国外末敏弹测试报告多限于实验弹的直升飞机抛洒实验结果，尚未见实弹发射下的靶场实测报道。 内研究现状 为了很好地解决末敏弹稳态扫描参数难以精确测量的问题，“八五”期间，南京理工大学应用物理系承接国防科工委测试通讯研究所预研任务研究末敏弹稳态扫描参数测试技术，于 1992 年提出地面激光雷达跟踪测量与沿弹轴测距同步进行的初始测试方案。其方法是，在弹上安装微型激光测距仪，且光轴与弹轴同向 (最好两轴重合 )，这样激光束发射方向就是末敏弹的弹轴方向。弹载微型激光测距仪随末敏弹作螺旋扫描下落，同时对地面漫反射目 标测距，给出任意时刻的距离序列数据。由地面激光雷达给出末敏弹斜距离和仰角，则可由简单三角关系算出瞬时高度与下落速度， 再由弹上微型测距仪给出轴向斜距离，结合地面测得的高度值直接算出扫描角，转速可由弹上周期合作目标给出的周期信号算出。该方案在具体实施时存在诸多困难。根据末敏弹总师单位的要求，为保证末敏弹稳态扫描参数测试的正确性，以便能完全反映真实弹的运动状态，弹上应该仅量少装东西，以保证和真实弹的质量分布、重心与转动惯量相同。南京理工大学末敏弹测试课题组于 1995 年改进了上述方案，提出弹上用地磁方位传感器测定 转速与扫描角，地面激光雷达跟踪测定仰角、水平角与斜距离的方案。 立末敏弹稳态扫描参数室内动态模拟系统 的意义 （ 1） 采用室内动态模拟仿真，不受气候等条件限制，可进行高密集度充分实验，实时测出末敏弹转速和扫描角随时间变化的关系曲线，研究伞弹系统的动力学特性，利用地磁传感器采样率高的特点 (400道 )，探索扫描角摆频与子弹质量分布、悬挂方式等因素的关系，具有成本低、研究周期短等显著优点。 （ 2） 可采用辅助的扫描角、转速直接测量方法，如激光束同轴指示方法，验证动态条件下弹上姿态测试装置测量结果的可靠性和测量精度，使测试装置由目前的静态标定过渡到具有更高可信度的动态标定，为伞弹系统设计提供更切实可靠的测量数据。 （ 3） 通过对动态模拟测试结果的规律性分析，可为系统总体的火力决策提供有价值的参考，有助于最终实现弹的命中率的既定目标。 （ 4） 为伞弹系统动力学特性研究和系统总体性能评估的理论建模提供实验支持。 参考文献 1 刘鸿文 . 材料力学 M. 北京：高等教育出版社， 2004. 2 李向东， 钱建平，曹兵，沈培辉 . 弹药工程 M防工业出版社， 2004. 3 许中天，贺益康 M江大学出版社， 2002. 4 王华坤，范元勋 ） M2001. 5 方键 . 机械结构设计 M2008. 6 郑建国，何永 M， 南京理工大学， 2005. 7 黄鹍，刘荣忠 J，兵工学报， 2001， 22(3):412 一 415. 8 黄鹍，刘荣忠 . 末敏弹毁伤概率计算及其影响 因素分析 J，弹道学报，1999,11(2):37 一 42. 9 郑荣跃，秦子增 . 子母弹研究进展 J1996， 18(1):60一 64. 10 胡宝琦 C. 陕西兵工学会第 7 届学术年会论文集 0):1711 何喜营 . 国外末敏弹药的发展现状及前景分析 J 12 郑伟 ,贾沛然 ,刘世勇 J技术 ， 13 王中原 J 14 刘荣忠末敏弹结构动态响应和效能分析研究 D南京：南京理工大学。 1996 15 杨启仁子母弹飞行动力学 M北京：国防工业出版社， 1999 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 课题研究的内容 （ 1）地面标定系统总体方案设计 （ 2）地面标定系统结构设计 （ 3）强度计算 （ 4）优化设计 课题要求： 本课题要求设计者对机械结构设计能力、计算机编程能力、绘图能力有较好的基础，要进行结构设计、强度计算等，绘制部分零件工程图，撰写论文。 采用的研究手段 体方案设计 采用 末敏弹与吊装转台柔性连接的室内稳态扫描动态模拟装置 。 为最大限度模拟 末敏弹在空中实际的运行情况，选择微型电机 带动，转速连续可调； 为不限制末敏弹的自由度，采用链条传动，它有足够的强度又有足够的可动性，比单纯的杆状连接的优点要多得多。为了能够模拟伞在空中的运动姿态，采用薄铜片，使它有很好的柔 性。 度计算 根据给定的参数如 末敏弹稳态扫描过程的转速、扫描角和下落速度 等，确定柔性传动机构、伞盘和伞绳上应力的类型，同时进行静应力、疲劳和接触强度计算。 构设计 通过 的软件，根据工作原理和实际情况，设计零件的形状和相互空间位置；根据强度计算，设计尺寸、选择 材料。最后按比例绘制结构方案总图。 设计的结构要能 测定影响子弹旋转稳定性的因素 ，如 子弹本体的质量分布、转动惯量比和转轴位置，还有外加力矩的作用方式、悬挂方式、悬挂体的刚性等 。 化设计 通过反复的强度计算和结构设计，删选其中最优方案，修改各细节部分，使其在满足功能要求的前提下，结构尽可能简单。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1 对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 轴对称降落伞形状的研究 . 美机载系统，圣安娜， 92704，美国 降落伞膨胀形状是驱动降落伞稳步下降性能的一个主要参数之一。 本文着眼于轴对称降落伞形状的形成 , 尤其在降落伞几何构造的关系 ,单元的数目，单元的形状，压力分布和降落伞膨胀后的形状。在关于降落伞膨胀形状的讨论中对降落伞结构进行了强调。被 简介 对性能有苛刻要求并且不断变化的现代降落伞系统一直保持着对新降落伞设计及现 有系统完善的持续关注。由于一次性使用的货物运载系统成本相当于空间回收系统中驱动因素的设计成本，而降落伞整个系统的单位性能经常是主要的功效标准，导致现在需求的广泛改变。 由于现代仿真技术的支持，使属于纺织材料和新型降落伞装配方法的产业得到了发展，从而为满足现代严格要求提供了更多机会；同时这需要工程师换个角度看待已有和新产生的概念。 尽管似乎不排除永远围绕和深入研究圆形降落伞，但随着时间的推移，相反的却证明了其在已有和新的应用上的必要性和优越性。 通常降落伞设计实验研究的早期是为工程师提供有价值的降落伞性能的真 实数据。现在随着降落伞仿真理论的发展，这些数据将很容易得到。在有限元分析和流固耦合方面的成果涉及真实结构仿真的允许精度和不能忽略降落伞这个现实结果。快速增长的计算能力使模拟能通过合理的实时计算得出结果。 由于流固耦合理论的定义涉及流体和结构耦合运动，因此，其代表了对降落伞性能分析的最先进和最复杂的方法。 另一方面，有限元分析法充分考虑了降落伞性能的结构部分，同时，提供了已知的降落伞表面气动载荷分布。在某些情况下，通过实验或单独估算进行完整的降落伞性能分析能计算出这些载荷。 流固耦合法和有限元分析法作为通用计 算方法能应用于任何一个已知的降落伞几何结构类型。 他们分析局部效应的能力变得非常强，例如就像复杂形状的应力集中。另一方面，相对于系统性能能通过分析主要设计定义参数之间的关系而被描述和分析出来，其并没有使分析变得更方便。 幸运的是圆形降落伞有一些特殊的结构特征能使研究人员的研究相对简单，并且能够同时制造降落伞结构模型。 如 图 1， 圆形降落伞伞篷结构是由径向排列的垂直线框和径向间的部分填充空间结构组成（横向环状加强筋现在也常常使用）。与圆形降落伞的载荷在伞篷结构上的分布以及向交汇点转移的路径相匹配的示意图。 由于 分布式曲率压力载荷 p（ s）垂直于伞篷表面，因此，其可以在结构上转化为拉伸载荷 结构上的拉伸载荷依次转变为径向的分布式载荷。最后采集分布式载荷并且将其延长到线。 由于径向线性弹性元素是放射状，并且径向拉伸力 dT/Ft(s) （ 1） d /n（ s） /T （ 2） dx/ds= ） （ 3） dy/ds= ） （ 4） Ft(s)s） 轴之间的夹角 x， 这种方法已成功的用于简化具 体情况和制造那些在许多重要实例中被充分描述静态结构载荷的圆形降落伞的模型。该模型的概念已经在 且后来被用于圆形降落伞结构分析的 1。 虽然确定伞篷上的结构载荷的主要目的是获知几何结构和压力分布，但是，先进的降落伞模型和相应的计算公式为圆形降落伞的形状研究提供了一个宝贵工具。 伞篷上的载荷 该模型的主要假设解决了伞篷结构如何产生径向载荷这一问题。据推测其结构为由独立圆周元素集合组成的三维结构（条带式降落伞是个很好的例子）。实体布料降落伞属于那种在结构上径向力与圆周力相比可忽略不 计的类型。 由于沿着条带结构元素的压力被认为是恒定的，所以，条带结构采用了 2连接点的相邻径向射线之间的夹角为 2的圆拱形形状。 由于假定在条带结构之间的结构干涉不存在，所以，当压力 P（ s）和条带结构的曲率半径 上的拉伸载荷 确定。 一般情况径向并不垂直于条带结构平面，因此，在径向条带结构上应用的拉伸力 需要同时沿着径向分量 s）和在径向平面上垂直于径向分量的投影 s）。 这些分量可以用下面的无量纲表达式近 似表达： s i n ( )( ) 2 s i n ( ) s i nF n s p x N （ 5） 2 c o s ( ) c o s( ) 2 s i n ( ) s i n c o sF t s p x N （ 6） 平衡方程 (1几何关系（ 3成了由 4个未知函数微分方程 x（ s）、y（ s）、 T（ s）、 （ s）和已知边界条件构成的封闭系统。 考系统起点在伞篷顶点的的边界条件是： （ s=0） =0 （ 7） （ s= m （ 8） 其中 当方程（ 1右边是已知的，那么方程能被综合成数字表达式。然而，沿径向的压力分布是事先所不知道的（像前面所提到的耦合问题），并且这使得情况变的更多元化。 尽管如此，仍然有 某些原因使我们对方程（ 1解进行研究。分布在伞篷（包括各种形状的伞篷和实体模型）周围的压力实验数据提供了一些压力沿径向分布和在一定范围内变化的概念。告诉我们在不知道确切的压力分布的情况下进行某些参数研究也是可行的。 武装力量通过降落伞的发展得到加强。降落伞的性能部分取决于其膨胀形状，但主要取决于它的投影面积，保持一个给定的结构尺寸的最大投影面积是很重要的。对于给定的结构径向长度，其于根据另一种设计出来的实体布料伞篷相比只有 1个单元宽度分布的差异（所有设计中保持结构透气性和线路长度相同）。 历史上伞篷形 状演变自圆锥形，然后变成更复杂的四分之一球形并且进行了边缘延伸设计。这个演变导致了伞篷单元宽度相对单位圆形单元减少了。图 2显示了由 30个单元构成的伞篷上每个单元上的材料分布。平面圆形伞篷拥有最大的单元，那么其是否能使给定的结构直径产生可能的最大膨胀直径？通过向单元中增加材料能否增加伞篷膨胀直径？通常，材料如何在单元中分布才能控制伞篷膨胀形状？ 根据描述径向载荷的等式结构能得出一些关于伞篷形状的见解。 自由型（压力型）降落伞 图 1显示了伞篷的示意图和适用于径向的分布式载荷 s）、 s）的构成。压力函数 方程式（ 5含 2个角度：和。角度 2是相邻径向法线之间的角度。它由伞篷中许多的单元和径向的位置确定。因此，角度描述了径向几何形状并且可以表示为 a r c s i n ( s i n ( ) s i n ( ) )N （ 9） 角度沿着径向变化，并且，在伞篷膨胀到最大直径时 ( / 2) ，其有最大值 / N 。对于典型的由 30个单元构成的伞篷其变化范围为 06 。 另一方面，带状拱形 结构的角表明了沿径向的特殊点上的单元充满了材料，其能被带状拱形结构的长度 / / （ 10） 理论上当单元中材料达最大值时角度的可能变化范围是从 0 到/2a 。 这个特定的事例是个有趣的课题。在这种情况下，由（ 5式能得出 s） =此，在径向方向上没有一个分量。因此 ，从 得出的径向拉伸力 在角度 这种情况时，径向拉伸力的微小变化是合乎情理的。 另一方面，对于 ，垂直于径向的分力 s）并没有很大的改变。那意味着对于本身很大的角的变化，径向形状并没有很大的改变。由于角是单元是否充满材料的衡量标准，因此，有许多单元充满材料的伞篷都有类似的径向形状。 根据可用填充的特点，调用自由型降落伞这类伞篷变得很方便。对于这些降落伞，通过压力分布可以控制它们的形状（或者更确切的说是在伞篷表面存在着压力的区别，因为形状本身就代表着 独立的压力分布方式）。 降落伞类型 在任何沿径向的点上自由型降落伞都有 。与这种情况相对的是 =。 ， /0d （ 11） 在这种情况下 保持不变，同时要满足以下情况 s i n ( ) s i n ( ) s i n ( )N （ 12） 显然，在径向某一确定区域上的拥有常量 的伞篷与该区域的圆锥形状表面相似。伞篷的圆锥形部分并不是由在伞篷圆锥形部分上的压力分布决定，而是由单元的几何结构决定。 对于 和 都很小的的情况，其可近似为： N （ 13） 由于知道了 角，所以拥有不同锥角的各种锥形伞篷能被制造出。知道了 角和单元数 N，由 =确定其他所有伞篷参数。 ) （ 14） s i n ( ) s i n ( ) （ 15） 由于在线的连接点上 一定大于 90 以满足边界条件，所以， 沿径向不可能一直保持不变。因此，从圆锥形状到其他形状的过渡区是需要的。由于在区域内 一定发生了很大变化，因此 角从偏离从而产生必须的 理论上即使 角远大于 90 （在边缘区域），由此在伞篷外表面区域产生正压力差，但在这种情况下伞篷的圆锥形部分也存在着 的一些值。在这种情况下一般方程 式（ 12）必须用来获得这部分伞篷的伽马角。 当只强调环形应力时，伞篷的圆柱形部分上的锥形负载条件得到满足。伞篷的圆柱形部分还有另外的有趣的特点。伞篷圆柱形部分的 /2 （膨胀伞篷区域的最大直径）。因此，根据例 1和 6，不管单元是否充满材料，在伞篷那部分区域内其径向拉伸力都要保持不变。 因此，伞篷形状有 2种最终方案，分别是自由型或压力型降落伞，同时，伞篷形状的某些部分完全是由单元的几何结构所确定。在这 2种最终方案之间，当等式（ 1集合方程组用于求 角时必须用到等式（ 5 伞篷结构上的拉伸力 带状结构上的拉伸力能通过下面表达式获得 s i n ( )/ s i n ( ) s i n ( )NT r p a p x p （ 16） 角的重要性再次变得明显（伞篷中的单元充满了材料）。单元中的材料越是多，伞篷结构的拉伸力就越小。因此，圆锥形伞篷上的环形应力比自由型伞篷上的力大。 近似压力分布 由于控制方程不能解决压力的精确分布，所以，一些合理的近似压力分布被使用。沿径向的线性压力分布可能是最容易考虑的 ( ) / ( / )s q m k q s S q m k s S C p q （ 17） 第一个常数项 二项 以下被确定的压力参数范围： m= k= （ 18） 单元几何参数 很早就讨论过了，应力分布不是能控制描述伞篷形状的控制方程的解的唯一参数。包含角的用于计算分布式应力的方程（ 5其是描述充满材料的单元沿径向分布特点的参数。用这个参数代 替一个单元的宽度是很方便的。当 时，伞篷由很多充满材料的单元组成。当 0时，伞篷中的单元没有充满材料。以上通过对这些特殊情况的接触，为他们提供了对伞篷形状的意见。中间方案需要控制方程的解。 作为第一步，方程组用 角的范围和线性压力分布整合。一个相关的线性长度比 L/被作为一个典型值使用。当这些单元的宽度按照图 4显示的各种角沿径向进行分布时，图 3 显示了分别计算一系列角度后得到径向形状。从图 3中可以看出，单元充满最大数量的材料可以得到最大的伞篷膨胀直径。单元中填充材料的大量减少（角从 90 减小到 30 ）并不会引起膨胀直径的急剧减小，但会引起单元宽度的大幅度减小。 图 5和 6显示了拉伸力分别在径向和布制材料上的分布情况。这可以看出，径向拉伸力在单元的宽度上保持不变，但当单元中填充材料减少时将开始改变。前面讨论过的，径向拉力在近似圆柱形的伞篷的边缘改变不明显。 与降落伞阻力系数 篷的效率能通过承载能力系数 被定义为 / q A。承载能力系数不是一个真正的阻力系数，因为它是基于规定的压力分布得出的；但是对于适当的压力分布其能收敛为 1个阻力系数。图7 显示了在带有 角的 数的变化中有 2 种可考虑的压力分布，分别是常量（ m=1， k=0）以及图 3所示的准线性压力分布。伞篷在这 2种压力分布下的膨胀半径在图 7中被描述。这 2个曲线有助于解释承载能力曲线变化的趋势。 伞篷膨胀尺寸很明显的取决于压力分布格局。由于压力的变化，膨胀伞篷的半径的增长从 4%变化到 2%，其说明了压力分布格局对伞篷的膨胀直径的影响并不大。 当 角从 30 变到 90 时，伞篷膨胀半径只增加了 5%。这引起了对膨胀降落伞伞篷形状的某些观测。由于角确定了伞篷单元的宽度沿径向的分布，所以所有伞篷在边界线上都有单元宽度的分布曲线。角为 30 的曲线在图 3 的蓝绿线之间必然存在着自身的封闭形状。在这方面，它们的单元的宽度分布对其的径向膨胀形状影响不大。因此，所有的伞篷根据径向膨胀形状都看起来很相似。图表7也显示了在角很小的时候伞篷膨胀半径急剧减小。 由此可以看出，承载能力系数 角的一 定范围内达到最大值。在角较大的情况下， 当单元结构区域增大时，系数 然伞篷投影区域适当增加了，但是在单元结构区域的增加仍不被支持。 当 角较小时，伞篷膨胀半径的急剧下降，同时也会使伞篷承载能力下降。 各种单元的宽度分布进行了比较，但图 4 中的恒定角显示了它们中没有与圆形伞篷单元的宽度分布相匹配的。当径向距离 s 较小，角为 30 时，平面圆形单元的宽度分布相当近似，但是在区域边缘相差较大。通过图 8所示的变量角的使用，从而获得了更好的匹配。尽管在边缘的角增加了， 但是在边缘区域的额外材料导致了承载能力系数从 有限元分析结果 一维降落伞模型详述了上面强调的重要关系和对伞篷形状结构有关的几何参数。一些重要的伞篷形状已经被讨论过了。 更详细的伞篷形状和结构应力分析需要二维结构模型。它是通过用商业软件 矩形单元 在花费较少的降落伞设计工程中，采用简单实体布料矩形带状单元的降落伞设计被研究。这种其本身结构很独特的设计在模拟中是个很好的例子。 做为一个例子，径向长 0个单元组成的伞篷被模拟出来 。 一个单元的宽度 w 被做为可变参数，由此关于每个单元的固定宽度的一系列模拟被完成。和上面一样，压力参数 m和 k 分别在（ 和（ 间变化，以此做为条件来模拟各种压力分布情况和它们对伞篷形状的影响。模拟的归纳结果在图 9被列出。 由图表 9 可以看出，在单元宽度从最大值开始减小并低于某一值时开始突然下降这种情况下，膨胀伞篷径向半径几乎保持不变。理论上其影响和伴随着单元宽度减小同时单元内填充材料减少的情况直接相关，如图 10。单元内填充材料的减少对一段时间作用于径向的大幅载荷 s）没有影 响，所以它对径向载荷也没有影响，因此，对伞篷形状也没影响（半径基本保持不变）。当单元内填充材料减少，在填充材料较少的区域情况就会显著改变。现在，当宽度减小时，伞篷口半径也成比例下降。曲线之间半径变化的比较显示了当宽度低于临界值时，半径不再随着压力变化而变化。所以伞篷膨胀直径对于表面压力分布的改变几乎保持不变，（其在上面讨论过了）。 图 9中描述的 着最初单元宽度的减小而 这情况产生影响的因素是在参考区域 不是合力的增加。真正 的合力 了当伞篷膨胀度下降，伞篷口也变小外，伞篷口直径保持不变）。但是，参考区域的减小比率大于力的下降比率，所以 于此相反的，伞篷口直径改变的主要结果是当弯曲后 w=合力下降。在w 结构应力 在单元上有结构应力分布的 2 个由矩形单元构成的伞篷设计被图 22显示并且在图表 10中被标述出来。这张图也清楚地表明了伞篷性能的改变。总的来说，圆周应力在单元宽度达到 w=图右边部分的低应力表示了径 向结构间突出部分的局部应力。在图右边的高应力依次表示了当单元宽度低于临界值时在伞篷圆柱形组成部分的环向应力。 这最后一种情况有 ，因此 /0d 。所以，这部分的伞篷形状是单元内几乎没有材料充满的圆柱形形状（条件 ）。这部分的环形结构拉力能用T r p 来计算。当 r=p=90N/， T=0*lb/ 算的圆周拉力比较， 其是 T=E+6*lb/ 三角形单元 三角形单元的历史和平面圆形伞篷相关联，其有三角形的顶点角 2/N 。锥形降落伞有 2/N ，并且有更窄的单元。虽然考虑到单元形状有角度大于2/N ，但在某种程度上，没什么能阻止其与前面讨论过的额外结构的矩形单元相似。 径向 并且由 30 个单元组成的伞篷作为有限元分析的例子被考虑。在这种情况下，圆锥形单元的形状被模拟。在 定点的单元宽度被修订为一个合理的较小的值 方便达到模拟目的。在伞篷边缘的单元宽度 w 被作为可变参数，并且对每个被修订的单元宽度进行了一系列模拟。在以前，应力参数 m 和 间变化，以此来模拟可变应力分布的概况。 在 m=1， k=0或 2 由此可以从图 12看出，伞篷膨胀直径在 w 处于 后随着单元宽度下降而缓慢减小。相同的结果在图 13 的圆锥角中也显示出来了。由此看出，伞篷膨胀直径在锥角增大达到 30 之前几乎保持不变，之后开始减小。理论上，影响与单元内填充材料随单元宽度减小而减小这一现象直接相关。矩形单元和三角形单元的区别是伞篷的哪一部分的膨胀度最先变得接近 如果矩形单元是最大伞篷直径处最先发生，并且比径向的还早，请看图 16 如果三角形单元是中间区域最先发生（由于已知顶点区域的确定膨胀度的），单元上进展缓慢
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