装备故障仿真及评估方法

阐述了虚拟样机仿真的重要性,介绍了机械系统动力学仿真软件ADAMS,讨论了利用ADAMS建立虚拟样机的特点。首次将ADAMS的应用引入到武器装备工程应用领域,对火炮反后坐装置典型故障模式进行分析,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机,运用Fortran语言结合火炮故障模式编制了故障仿真外挂程序,并对故障参数影响火炮工作性能的规律进行了研究。最后,提出了故障评判函数的概念及基于虚拟样机的故障评估方案,为火炮质量评估提供了新的途径。     

基于ADAMS的火炮性能评估方案及仿真研究

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性，概括了ADAMS建立虚拟样机的主要特点。结合Fortran语言编程，利用ADAMS建立了火炮虚拟样机。根据火炮工作的特点，概括了火炮正常工作的3个基本准则。在此基础上，制定了基于虚拟样机的火包工作性能评估方案，通过定义火炮性能评估函数，提出用对各子性能和加权求和的方法表征火炮综合性能。最后，对虚拟样机技术在武器研究领域的应用前景进行了展望。     

基于ADAMS的装备动态射击性能虚拟评估研究

对虚拟样机技术的优点和建立样机必要性进行了说明,对ADAMS的特点进行了讨论。首次将ADAMS的应用引入武器装备研究领域,对特殊装备——火炮的拓扑结构和受力分析的基础上,利用ADAMS结合Fortran语言编程建立了装备虚拟样机,算例仿真结果证明了武器装备模型及其虚拟样机建立的正确性。最后提出了火炮动态性能虚拟评估方案,并展望了虚拟样机技术在武器装备领域的应用前景。     

虚拟样机在装备仿真分析中的应用

首先对机械系统动力学研究的必要性做了说明 ,同时对虚拟样机的建立步骤进行了说明 ,确定了火炮拓扑结构和自由度 ,分析了火炮后坐部分的主要受力。在Pro/E软件实体建模的基础上 ,结合Fortran语言编程在ADAMS平台上建立了火炮虚拟样机。仿真与理论设计结果对比证明了火炮虚拟样机建立的可信性。在此基础上将虚拟样机仿真建模方法与传统建模方法进行了对比 ,对比结果说明了虚拟样机仿真的优越性 ,同时也证明了将ADAMS引入武器装备领域仿真研究的可行性。最后对虚拟样机的应用前景进行了展望。     

虚拟样机在装备仿真分析中的应用

首先对机械系统动力学的必要性做了说明，同时对虚拟样机的建立步骤 进行了说明，确定了火炮拓扑结构和自由度，分析了火炮后坐部分的主要受力。在Pro/E软件实体建模的基础上，结合Fortran语言编程在ADAMS平台上建立了火炮虚拟样机。仿真与理论设计结果对比证明了火炮虚拟样机建立的可信性。在此基础上将虚拟样机仿真建模方法与传统建模方法进行了对比，对比结果说明了虚拟样机仿真的优越性，同时也证明了将ADAMS引入武器装备领域仿真研究的可行性。最后对虚拟样机的应用前景进行了展望。     

火炮冲击缓冲装置动态特性影响仿真分析与改进方法

冲击缓冲装置是火炮系统的核心部件,其性能的优劣对于整个火炮系统具有至关重要的作用。通过构建反映火炮冲击缓冲装置工作状况的虚拟样机,引入相对灵敏度分析方法研究设计参数对冲击缓冲装置动态特性指标的影响显著程度,解决了不同量纲设计参数的影响比较难题。基于指标无标度方法建立火炮冲击缓冲装置动态特性评估模型,给出指标薄弱度的定义和相关概念,提出冲击缓冲装置动态特性薄弱环节的确定方法,仿真算例及改进结果说明了该方法的有效性和虚拟样机技术的优越性。展望虚拟样机在武器装备工程研究领域应用的前景。     

基于漏液和漏气分析的装备工作功能评估

首先对火炮漏液和漏气故障分析的必要性进行了说明，重点对反后坐装置处的漏液和漏气故障进行了分析。介绍了虚拟样机技术的优越性，阐述了装备工程研究领域应用虚拟样机技术的迫切性。讨论了火炮正常工作的三个基本条件，定义了包含三元组的工作状态参数，结合反后坐装置漏液和漏气故障建立了基于虚拟样机的火炮工作功能失效模型，仿真算例结果证明了模型建立的简洁性和有效性。最后，它对装备的质量和效能进行全面评估，展望了下一步工作的目标和研究方向。     

装备性能模糊综合评判模型

摒弃经典评判方法的基础上,提出将模糊理论与虚拟样机技术相结合的方法,定义了火炮工作性能单因素影响的隶属度函数,建立了基于虚拟样机的火炮性能模糊综合评判模型.     

基于虚拟样机的炮闩故障仿真研究

为了确定某型炮闩故障发生时机,将虚拟样机技术应用到故障研究中,对由挡弹机构零件磨损造成的抽筒故障进行仿真分析。依据挡弹机构的结构动作分析了抽筒故障发生的机理;而后基于Pro/E和ADAMS建立了炮闩的虚拟样机和故障模型,通过将不同层面的故障模式注入样机中来进行抽筒过程仿真,得到了抽筒故障发生的时机为挡弹机构零件磨损3.45 mm。仿真结果为零件寿命预测与故障预防提供了依据。     

基于ADAMS的火包漏气、漏液故障仿真研究

火炮在日常的纵和保障过程中,经常出现漏液和漏气等故障,本重点对驻退机漏液,复进机漏液和漏气对火包性能参数的影响进行了分析,在此基础上利用ADAMS建造了火炮“虚拟样机”模型,并用Fortran语言编制了故障仿真模块,对火炮射击性能的影响进行了仿真。     

某火炮复杂反后坐装置工作特性仿真分析

某型火炮的反后坐装置包括驻退复进机和驻退机,结构十分复杂。为深入了解该装置的工作过程和主要影响因素,在分析该火炮后坐装置反面问题理论基础上,基于MATLAB语言编写了其反面问题仿真程序,通过仿真获得了该炮工作过程中的运动学和动力学参量,并分析了火炮实际工作过程中射角、温度、漏液、漏气等对火炮工作特性的影响。研究表明,后坐制动时,驻退机和驻退复进机都起了较大的作用,复进制动时,主要是驻退机起作用;驻退液温度、反后坐装置中的节制环内径磨损对火炮后坐长度和后坐阻力有较大影响。     

火炮反后坐装置密封件工作压强数值仿真

导致火炮反后坐装置密封件失效的关键参数是密封件的工作压强.在反后坐装置和内弹道模型基础上,通过数值仿真方法,获得了某型火炮工作过程中驻退机和复进机各腔室压强变化曲线。分析了火炮使用过程中装药号、药温、射角、弹重、药室增长量、节制环内径磨损量、液体温度等参数对压强峰值的影响,最后给出了各因素综合作用下压强的最大峰值。     

基于虚拟样机的摩擦缓冲器工作性能的模拟

摩擦缓冲器广泛应用于自动武器大口径机枪中，用来吸收自动机后坐到位时的多余能量。在对某机枪系统进行虚拟样机建模及仿真过程中，需要模拟摩擦缓冲器的作用，以真实反映整个自动机的运动特性。通过对摩擦缓冲器的工作特性进行分析，提出了一种对其进行模拟的方法，给出了仿真过程中摩擦缓冲器的工作特性曲线。结果表明：在一个自动机工作循环中，摩擦缓冲器作用力在自动机后坐和复进两个阶段的方向、峰值和变化趋势是不同的；仿真所得的武器自动机的运动特性数据与靶场试验数据吻合的较好，证明了该虚拟样机模型建立的准确性。     

基于虚拟样机技术和灵敏度分析的地面火炮射击稳定性优化研究

传统的火炮设计和分析均基于“平面、对称和静平衡”三个基本假设，实际上是一种静态的分析方法，尽管在工程实践中引入了多种经验符合系数，但是火炮分析结果和试验的一致程度不能令人满意。这是因为火炮的射击过程是一个动力学过程，需要采用动力学分析方法。虚拟样机技术的出现为火炮射击稳定性研究提供了新的方法，文中在建立火炮动力学模型的基础上，通过选取火炮结构参数对火炮射击稳定性进行研究，利用虚拟样机分析高低机刚度和阻尼、大架刚度和阻尼、土壤介质刚度和阻尼、后坐质量偏心和耳轴位置偏心对火炮射击稳定性的影响。通过引入改进的相对灵敏度分析公式，解决具有不同量纲的影响因素的比较问题，进而确定影响火炮射击稳定性的重要结构参数。针对目前优化技术存在的局限性，以火炮射击稳定性为目标，采用优化子空间的逐层优化方法对火炮射击稳定性进行研究，找到一组使火炮稳定性最优的结构参数，证明虚拟样机技术对火炮系统动态特性仿真的可行性和优越性。最后，展望了虚拟样机技术在武器装备领域应用的前景。     

影响缓冲器性能的变参数分析

就带摩擦阻尼装置的弹簧式缓冲器中环形弹簧的刚度、预压力和阻尼摩擦装置的阻尼摩擦力三个主要参数的变化,研究其对缓冲器性能的影响,并采用MATLAB软件得到仿真曲线,为研究高性能带摩擦阻尼装置的弹簧式缓冲器提供参考依据。     

结构设计参数对火炮炮口振动影响的仿真及基于SQP方法的优化

基于ADAMS建立反映火炮射击动态特性的虚拟样机,定义归一化炮口振动的目标函数,采用灵敏度分析方法研究结构参数对炮口振动的影响,解决具有不同量纲的结构参数影响显著性对比难题,并获得对火炮射击精度有重要影响的结构参数。利用序列二次规划算法与虚拟样机融合,实现对结构参数的动态优化。研究结果表明该型火炮具有较大的设计改进空间。最后,展望虚拟样机技术的应用前景及下一步工作的研究方向。     

火炮全炮受力分析及仿真

针对目前火炮设计理论教材中对后坐时全炮受力分析不完整以及割裂后坐复进过程的问题,对后坐减速时期全炮受力以及后坐复进过程连续受力情况进行了深入分析,分析表明,依据驱动力的方向将射击时全炮受力情况分为向后运动趋势和向前运动趋势阶段能更好地理解火炮的静止性和稳定性,向后运动趋势阶段包括后坐阶段和复进加速阶段,向前运动趋势阶段指复进减速阶段。最后给出的某地面火炮射击全过程的驱动力数值仿真实例表明:复进阶段、驱动力和水平约束反力会出现反复换向的情况。     

基于MATLAB的某机枪缓冲器数值计算及仿真

建立了某机枪缓冲器动力学模型,对其动态特性进行了分析,然后基于数值分析软件MATLAB对其后坐过程进行数值分析计算,并对其结果进行仿真,得到了缓冲过程中缓冲器的位移、速度和后坐阻力与时间的变化关系。仿真结果表明:该机枪缓冲器可有效降低枪身后坐位移和后坐速度,保证了射击时的稳定性;可大幅度降低机枪发射时的后坐阻力,从而可在一定程度上提高武器的射击精度。     

基于RecurDyn的自行火炮推弹器磨损故障分析

在Pro/E软件中建立自行火炮推弹器的三维实体模型,将模型简化后导入多体动力学软件RecurDyn中建立虚拟样机模型,结合实验数据对样机进行校核,验证其正确性。通过故障注入技术对样机分别注入链头磨损和链轮磨损2种典型故障,通过仿真分析得出故障值与正常值之间的差异。结果表明：链头磨损将会导致推弹器推弹过程中卡弹、掉弹和推弹不到位等危害情况的发生,严重影响系统的正常工作;链轮磨损会导致大链轮速度低于正常值,小链轮转轴速度的急剧变化,从而会使链条发生扭曲和链接错位,导致推弹力不足,无法将弹丸推送到位。该研究得出了典型故障模式下可能出现的故障危害表现特征,为该装备的故障状态监测与改性维修工作提供了一定的参考。     

基于系统模型的某大口径自行火炮抽气装置效能问题研究

针对大口径自行火炮普遍存在的抽气效果不佳的问题,建立了包括内弹道模型、反后坐装置模型和抽气装置抽气效能模型的某大口径自行火炮抽气装置系统模型。基于该模型全面地分析了影响自行火炮抽气装置效能的因素,这些因素既包括使用条件方面的装药号、温度和射角,也包括火炮自身技术状况方面的复进机气压、驻退机液量和驻退机节制环磨损量,结果表明,抽气装置很难在这些因素综合作用下可靠抽气。从抽气效能最差的使用条件出发,在分析各结构参数变化对抽气装置效能影响的基础上,给出了一种抽气装置结构改进方案,使该火炮的抽气效能得以大幅度提高。