第五章结构动态设计基础课件

导弹总体结构设计第五章结构动态设计基础第五章

结构动态设计基础§5.1

概述§5.2

导弹固有动态特性的设计与分析§5.3

导弹动态特性的分析与设计§5.4

弹内设备的隔振设计§5.5

导弹的气动弹性设计5.1.1结构动态设计的任务与内容（1）结构动力分析模型的拟定；（2）结构动力固有特性的分析、设计与试验；（3）动环境与动载荷的确定；（4）弹体结构动态响应的分析与试验；（5）弹上测量与控制设备安装位置的确定与减振设计；（6）结构的耦合振动分析；（7）进行颤振分析与试验，以确定结构颤振临界速度；（8）结构的随机振动响应分析。

§5.1概述

§5.1概述5.1.1导弹结构动态设计的过程

结构系统设计动力分析结构动态设计过程包括：结构系统设计、动力分析和修改三部分工作。

满足设计要求设计定型结构设计技术要求是否

§5.2结构动态固有特性的设计与分析

5.2.1

导弹结构动态固有特性的特点（1）相邻两固有频率之差在不同频段分布不均匀，在某些频段十分密集；（2）导弹横向的不同方向同一阶两个固有频率往往很接近，甚至相等；（3）在各阶整体模态之间，存在一些局部模态；（4）轴向载荷、舱段或翼面的连接接头、边界条件等因素对模态有重要影响。5.2.2

导弹结构动态固有特性的设计要求（1）应远离动载荷的激励频率、发射装置和有效载荷基本固有频率；（2）弹体的结构频率fg

通常应高于其控制系统通频带fe的1.5

倍以上，而应高于导弹角自振频率f的5～10倍；（3）使导弹不产生严重的耦合振动现象；（4）导弹的基本频率与振型应与敏感装置的位置设计相互协调。

§5.2结构动态固有特性的设计与分析

§5.2结构动态固有特性的设计与分析

5.2.3

导弹模态分析方法根据分析目的、结构特点以及不同方法的特点适当选择分析方法，必要时也可以采用两种方法进行分析比较。

§5.2结构动态固有特性的设计与分析

5.2.4

提高模态分析精度的措施（1）提高所建立的分析模型的准确性：

◆

修改分析模型不合理之处；

◆

通过试验数据修正模型；

◆

通过实验模态分析，实施计算模型的修改。（2）合理地选择分析方法和相应的分析软件；（3）对于理论分析结果，应当进行详细、深入的模态特征分析。

§5.2结构动态固有特性的设计与分析

5.2.5

调整全弹固有频率的途径（1）改变全弹刚度和质量的大小与分布

◆尺寸、面积、厚度等几何参数；

◆

改变结构材料；

◆结构内部或边界的支持条件；

◆主要部件或单元的连接型式；

◆集中质量的数量、分布或大小。

（2）利用动特性修改和灵敏度分析技术

§5.3导弹动态响应的分析与设计

5.3.1

导弹动态响应分析的时间域法（1）直接积分法特点：先将运动方程运用有限元方法进行空间离散化，变偏微分方程为常微分方程组：再对时间变量进行各种差分离散。方法：Wilson-q

法、Newmarh法等。（2）模态迭加法

§5.3导弹动态响应的分析与设计

5.3.2

强度分析与设计（1）结构动态响应分析方法的选择（2）动强度分析（3）弹体内设备的动态响应（4）动态设计中减小响应的一般措施

◆

实施频率隔离；

◆

增加结构阻尼，降低动力响应的峰值；

◆

采用减振器、动力吸振器等装置降低响应峰值。也可通过合理安置设备（包括位置），改变动力响应特征；

◆

控制系统的使用条件，限制激励源的能量；

◆

避免结构与相关系统发生严重的动力耦合。5.4.1

振动隔离的基本原理5.4.2隔振系统的设计（1）减振装置在仪器设备上的安装位置设计（2）采用减振器的隔振设计（3）减振器的种类和特点

§5.4弹内设备的隔振设计

5.4.3

阻尼减振技术（1）粘弹阻尼材料（2）阻尼减振的基本原理（3）结构阻尼与复合阻尼结构

◆两种结构阻尼：系统阻尼和材料的内摩擦阻尼；

◆两种复合结构：自由阻尼结构和约束阻尼结构。

§5.4弹内设备的隔振设计

5.4.3

阻尼减振技术（4）约束阻尼板结构设计要点◆根据结构使用温度、激振频率范围和预期达到的减振效果；

◆确定结构的振型，找出应变较大的各个部位，贴上约束阻尼材料；◆在结构的质量和刚度许可的条件下，应尽量采用对称夹心结构，通过设计，选定所用的阻尼材料，确定阻尼层厚度、约束层厚度和结构的损耗因子。

§5.4弹内设备的隔振设计

5.4.3

阻尼减振技术（5）阻尼板的设计计算步骤◆约束层厚度的确定

◆阻尼层厚度的确定

◆结构损耗因子的确定

§5.4弹内设备的隔振设计

5.5.1静气动弹性原理（1）升力面的发散

翼面几何尺寸确定以后，防止静发散的主要途径是：

◆增大翼面的扭转刚度；

◆使弹翼弹性轴尽量接近压力中心线；

◆限制飞行速度。

§5.5导弹的气动特性设计

5.5.1静气动弹性原理（2）操纵面效率降低与反效

提高反效临界速压的主要途径是：◆增大翼面的扭转刚度；

◆使弹翼弹性轴尽量接近压力中心线；

◆限制飞行速度。

§5.5导弹的气动特性设计

5.5.1静气动弹性原理（3）超声速飞行中的弯曲发散

随着飞行速度的增加，作用在导弹上的气动力迅速增加。对超声速飞行的小展弦比弹翼来说，在气动载荷作用下，顺气流方面（弦向）翼剖面的翘曲，引起了弦向弯曲变形。这种变形往往引起前缘迎角进一步增大，从而导致气动力进一步增加。若弹翼刚度不够，弹性恢复力不能平衡气动力时，这种弯曲变形将不断扩大，直至结构破坏。这就是超声速时弹翼的弯曲发散现象。细长的导弹在超声速飞行时，如果刚度不足，也会发生弹体弯曲发散现象。

§5.5导弹的气动特性设计

5.5.2颤振（1）弯曲-扭转颤振发生的机理（2）颤振分析基本原理（3）防止颤振的措施◆避免各种固有频率互相接近；◆提高弹翼的弯曲刚度与扭转刚度；◆使弹翼各横截面的重心位于弹性轴之前；◆使操纵面的质量分布满足一定的平衡条件。

§5.5导弹的气动特性设计

11醉翁亭记

1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。

2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。

3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。

4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例

环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？

明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1．学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2．以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3．教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本内容1．赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。

明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2．第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3．第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4．作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5．第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1．在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2．反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，而乐亦无穷也”。(2)文章多用判断句，层次极其分明，抒情淋漓尽致，“也”“而”的反复运用，形成回环往复的韵律，使读者在诵读中获得美的享受。(3)文章写景优美，又多韵律，使人读来不仅能感受到绘画美，也能感受到韵律美。目标导学七：探索文本虚词，把握文言现象虚词“而”的用法用法

文本举例表并列 1.蔚然而深秀者；2.