Dynamics Research and Parameter Optimization of Planetary Penetrators
Dynamics Research and Parameter Optimization of Planetary Penetrators
复制标题
行星侵彻体动力学研究及参数优化
DOI：
10.1109/access.2019.2923725
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发表时间：
2019-06
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Ju Zhaojie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Mangkuan;Liu Jinguo;Feng Jingkai;Ju Zhaojie
冲击式穿透器是一种利用其内部部件产生的冲击穿透土壤的装置。冲击型侵彻弹的侵彻效果受其内部组成元件的物理参数(如质量和刚度)的影响。因此，必须通过使用动态冲击穿甲弹模型来获得最优参数，以最大化每次冲击的俯冲距离。然而，动态冲击侵彻模型是非线性的，难以描述。因此，本文提出了一种弹丸运动的分段建模方法，以建立精确的动力学模型，该模型可分为四种状态。引入缓冲弹簧预压作为提高侵彻弹性能的新影响参数，并根据所需优化参数集的特点，采用遗传算法进行优化。结合实际工程应用，对参数稳定性进行了分析。在此基础上，利用控制变量法研究了参数变化对侵彻效果的影响。最后，根据所获得的参数设计了加工样机进行了实验验证。这项工作解决了侵彻动力学模型的复杂性和在确定参数值方面遇到的困难。
Impact-type penetrators are devices that apply the impact generated by their internal components to penetrate the soil. The penetration effect of the impact-type penetrators is affected by the physical parameters (e.g., mass and stiffness) of their internal constituent elements. Therefore, optimal parameters must be obtained by using a dynamic impact penetrator model to maximize the dive distance of each impact. However, the dynamic impact penetrator models are nonlinear and difficult to describe. Thus, in this paper, this work proposes a segmentation method for modeling the penetrator motion to establish an accurate dynamic model that can be divided into four states. Buffer spring pre-compression, which is introduced as a new influencing parameter to improve the performance of the penetrator, and the genetic algorithm is used for the optimization in accordance with the characteristics of the required optimization parameter set. Parameter stability is then analyzed by considering the actual project application. Then, the control variable method is employed to explore the influence of changing the obtained parameters on the penetration effect. Finally, a processing prototype designed on the basis of the acquired parameters is used for the experimental verification. This work addresses the complexity of the dynamics model of penetration and the difficulty encountered in determining the parameter values.
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DOI：
10.1007/978-3-319-65298-6_55
发表时间：
2017-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Jingkai Feng;Jinguo Liu;Feiyu Zhang
通讯作者：
Jingkai Feng;Jinguo Liu;Feiyu Zhang
影响因子：
2.6
作者：
H. Shiraishi;S. Tanaka;A. Fujimura;H. Hayakawa
通讯作者：
H. Shiraishi;S. Tanaka;A. Fujimura;H. Hayakawa
影响因子：
0.3
作者：
M. Bualat;L. Kobayashi;Susan Y. Lee;Eric Park
通讯作者：
M. Bualat;L. Kobayashi;Susan Y. Lee;Eric Park
影响因子：
2.4
作者：
K. Zacny;Gale Paulson;M. Szczesiak;J. Craft;P. Chu;C. Mckay;B. Glass;A. Davila;M. Marinova;W. Pollard;William Jackson
通讯作者：
K. Zacny;Gale Paulson;M. Szczesiak;J. Craft;P. Chu;C. Mckay;B. Glass;A. Davila;M. Marinova;W. Pollard;William Jackson
DOI：
--
发表时间：
2003
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
C. Stoker;L. Richter;W. H. Smith;L. Lemke;P. Hammer;J. B. Dalton;B. Glass;A. Zent
通讯作者：
C. Stoker;L. Richter;W. H. Smith;L. Lemke;P. Hammer;J. B. Dalton;B. Glass;A. Zent