某遥控武器站行进间射击炮口振动特性研究

为对某型遥控武器站进行结构分析和行进间射击仿真研究,获得武器站行进间射击的炮口振动特性,运用虚拟样机技术,借助三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,建立了路、车、炮一体化动力学模型,并验证了模型的正确性,在不同车速、不同路况条件下,对车载行进条件下的遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真分析,获得了武器站行进间射击炮口的振动特性,为武器操作手提供参考依据,在炮口稳定性较高的条件下操作武器进行射击,有效提高射击精度。     

缓冲器对某型遥控武器站炮口扰动的影响

为减小某型遥控武器站连续射击时的炮口扰动,提高其射击精度,建立了一种遥控武器站动力学模型,对其缓冲器进行研究。按照炮身运动环4个阶段建立了运动微分方程得到炮身运动诸元以及缓冲簧的受力情况,并通过三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,在缓冲器不同刚度、阻尼和预压力等条件下,对遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真。该研究获得了炮口振动特性曲线,掌握了缓冲器对武器站连续射击炮口扰动的影响规律。     

基于Kriging模型的武器站炮口扰动优化

炮口扰动是影响顶置武器站射击精度的重要因素。为研究抑制炮口扰动的技术途径,基于有限元理论建立顶置武器站刚柔耦合动力学模型,并通过射击精度试验验证了该模型的准确性。以炮口扰动综合函数为优化目标,构建顶置武器站炮口扰动优化设计模型,应用Kriging序列优化算法实现优化问题的求解。仿真结果表明,考虑部件柔性变形的有限元模型符合真实系统的振动特性,Kriging序列优化算法能够快速有效地用于武器站炮口扰动优化问题的求解。寻优得到的全局最优解,能使顶置武器站炮口扰动得到有效抑制。     

基于ADAMS的顶置武器站发射动力学建模与仿真

在某型顶置武器站的发射过程中,其非线性因素会对射击精度产生不可忽略的影响。在建立整炮发射动力学模型时,考虑了主要部件材料非线性的影响,将身管、弹丸、支撑架、耳轴和托架处理成柔性体;考虑了发射过程中部件相对运动的接触非线性的影响,在身管与支撑架间、自动机与摇架间、耳轴轴承滚珠与内外导轨间、上下座圈与滚珠间添加接触副;对全炮进行了单发射击的动力学仿真,利用实测数据对模型准确度进行验证,最后以三连发炮口振动特性为算例进行仿真计算。该仿真为顶置武器站定型试验提供理论参考。     

某高射速多管炮刚体动力学建模仿真

利用三维建模软件SolidWorks建立了某高射速多管炮的三维实体模型,通过接口程序将实体模型导入ADAMS中,建立了某高射速多管炮的刚体动力学模型。该模型由身管自动机组件自动机、炮架、弹鼓、供弹接口系统组成。在此基础上实施动力学仿真计算,对仿真结果和实验结果进行了对比,给出了高射速武器射击过程炮口振动曲线。     

小口径自动炮连发射击精度仿真

针对某小口径自动炮连发射击时射弹散布大、射击精度明显下降的问题,联合三维建模软件Pro/E,动力学仿真软件ADAMS以及有限元分析软件ANSYS,考虑身管的柔性特性,建立了小口径自动炮的刚柔耦合动力学模型。通过仿真数据与实弹射击试验数据的对比,验证了模型的可信性。在此基础上,仿真分析了该炮连发射击时的炮口动态响应规律,探究了火炮射频、复进簧刚度及炮尾质量对连发射击时炮口动态响应的影响规律。研究成果为小口径自动炮连发射击炮口动态响应规律的认识以及连发射击精度的提高提供重要的参考依据。     

自行火炮行进间射击的炮口振动建模与分析

为了掌握自行火炮行进间射击时的炮口振动规律,利用ADAMS/ATV建立了某自行火炮行进间发射的多体系统动力学模型,将炮膛合力、驻退机力和复进机力等发射载荷的FORTRAN程序生成动态链接库,再嵌入动力学模型。运用谐波叠加法建立路面谱模型,使用MATLAB软件编写路面文件,对C、F级两种典型路面谱进行了模拟。利用数值计算的方法研究自行火炮以不同速度,在不同等级道路上行驶并射击时的炮口振动特性,为进一步提高自行火炮行进间射击的综合效能提供理论依据。     

自行高炮行进间射击炮口响应特性研究

为研究自行高炮行进间射击时的炮口响应特性,基于多体系统动力学、车辆地面力学、火炮发射动力学建立了自行高炮行进间发射动力学模型,运用谐波叠加法,对典型的自行高炮行驶路面进行重构。通过数值计算获得了不同行驶和射击工况下的炮口响应,分析了行驶速度、路面等级、射击载荷、射角等因素对自行高炮的炮口响应的影响。考虑了自行高炮结构非线性因素,运用有限元方法和接触碰撞理论,将柔性身管模型和滚珠座圈大规模接触碰撞模型应用于模型中。计算结果表明,随着行驶速度和路面等级的提高,炮口动态响应增大,行进间不同射击工况下,炮口响应情况有较大差异。研究结果为掌握自行高炮行进间射击炮口扰动规律提供了参考依据。     

火炮振动与射击密集度实验方法研究

大口径火炮炮口振动响应是影响火炮射击密集度的关键参数之一.目前还没有一种理想的实验测试系统能得到炮口振动位移和速度测试值.为了研究火炮振动和射击密集度相关性,分析了大口径火炮炮口振动响应实验测试现状,提出了大口径火炮摇架俯仰振动角位移是联系火炮振动与其射击密集度的可监测实验测试敏感量的观点.给出了实验测试方法和实验测试步骤,采用RecurDyn多体动力学仿真软件进行了刚柔混合动力学模型计算,模型仿真计算和实验测试结果初步验证了该试验方法的有效性.     

某坦克行进间射击炮口振动优化与分析

炮口振动是影响坦克行进间射击精度的关键因素,为了减小弹丸出炮口时的炮口振动,基于多体动力学的刚柔耦合及接触碰撞算法,建立了考虑多个结构非线性因素的坦克行进间刚柔耦合多体系统动力学模型。结合优化设计理论和方法,建立了坦克行进间射击炮口振动优化模型。通过径向基函数法与增广拉格朗日乘子法的结合,对坦克行进间射击炮口振动进行多目标优化设计。优化结果表明,弹丸出炮口时的炮口振动明显降低,优化方法是可行的,对于提高坦克行进间射击精度有一定的参考价值。通过改变车速以及路面等级对优化结果进行假设分析,说明了行进间射击优化的必要性。     

基于随机性分析的顶置机枪武器战仿真研究

针对顶置机枪武器站随机性问题,基于ADAMS/Insight平台,以武器膛压的随机性为研究对象,以建立的立靶密集度模型和刚柔耦合动力学模型为基础,利用蒙特卡罗随机数发生器和内弹道模块生成随机膛压曲线,并进行多次随机动力学仿真和射击密集度分析,为机枪武器站射击精度虚拟试验提供理论指导。     

基于炮口脉冲噪声信号的射速测试方法研究

根据炮口脉冲噪声与发射弹序相一致的特性,提出了从脉冲噪声测试曲线中提取弹丸发射速度的非接触式测试方法。通过采用小波分解对火炮脉冲噪声测试曲线进行分析,自动识别弹序和计算射击速度;通过仿真3 种典型单发炮口脉冲噪声信号,分析了测试最大射速及其影响因素;对某自动步枪射击实验进行了分析,研究了测试位置对测试结果的影响。仿真和试验表明,本方法可获取火炮真实射速,测试射速能达到10 000 发/ min 以上,具有判别准确率高、操作方便等特点。     

基于Workbench的车载高炮炮身模态分析

高炮炮身固有模态对全炮的动态特性及其射击精度影响分析至关重要。针对某车载高炮炮身的结构特征和约束条件,应用 Workbench软件建立了某车载高炮炮身的有限元模型,通过对其模态分析,求解得到车载高炮炮身在约束条件下的固有频率和振型。在此基础上,针对不同质量的炮口装置以及复进簧前支撑环位置对炮身模态的影响进行了仿真,进一步分析了炮身振型与自动炮射速之间的关系,为车载高炮的射击精度分析打下了一定基础。     

不同土壤硬度对火箭炮发射初始扰动的影响研究

武器系统发射时的初始扰动对于射击精度的影响至关重要,为了研究火箭炮发射时土壤硬度对于发射初始扰动的影响规律,提高火箭炮射击精度,利用多刚体动力学、多柔体动力学理论及土壤本构模型,建立刚柔耦合火箭炮发射动力学模型。该模型充分考虑了土壤刚度、粘聚力及内摩擦角等关键参数对于火箭炮振动特性的响应影响,由刚柔耦合模型计算了燃气流冲击下火箭炮支腿的受力特性及炮口响应,并进行实验验证,最终研究了几种不同硬度土壤对火箭炮初始扰动的影响规律。该计算方法为土基发射武器的动力学计算提供了重要的参考。     

某小型遥控武器站发射动力学仿真

为得到遥控武器站精度较好的工况,对小型遥控武器站进行发射动力学分析。将搭建小型遥控武器站的 3 维模型导入 ADAMS 软件中,进行发射动力学仿真。在 ADAMS 软件中建立小型遥控武器站的刚柔耦合动力学虚 拟样机模型。在 3 种不同姿态下进行单发和三连发 2 种不同工况下,对小型遥控武器站进行仿真模拟。结果表明： 其射击精度与发射时的姿态存在明显关系,其俯仰角度越大,精度越差。该研究对遥控武器站的设计研发和性能评 价提供一定的参考。     

弹簧缓冲器对某机枪射频和后坐力的影响分析

为研究缓冲架座对轻型遥控武器站的影响,建立一种某机枪和连接机枪与枪架的弹簧缓冲器的虚拟样机模型。利用三维作图软件 Pro/E和动力学仿真软件 ADAMS建立虚拟样机模型,通过进行不同条件下模型的仿真,分析了缓冲器对机枪射击时射频的影响和对传递至枪架后坐力大小的影响。结果表明：弹簧缓冲器会降低武器射频同时明显减小传递至枪架的后坐力,有缓冲器时机枪三连发射击每两发间的射频减小,且射击时传递至枪架的后坐力峰值较无缓冲器时减小88.3%。     

多联装串联发射武器振动特性研究

振动特性是影响多联装串联发射武器射击精度的重要因素之一。文中应用多体系统传递矩阵法,建立了多联装串联发射武器发射动力学模型和各部件传递方程、传递矩阵、系统的总传递方程、总传递矩阵、系统特征方程。编制了多联装串联发射武器振动特性仿真程序,仿真获得了多联装串联发射武器的固有频率和振型,建立了多联装串联发射武器系统结构参数和振动特性间的定量关系,为多联装串联发射武器发射动力学研究和射击精度提高奠定了基础。     

基于虚拟样机技术的30mm自动炮动态特性仿真研究

针对某型步兵战车30mm自动炮单发射击时散布较好,但连发射击时散布较大的问题,建立30mm自动炮的刚柔耦合动力学模型,并对其进行了身管模态分析和动力学仿真,得到了30mm自动炮身管有无支撑和存在间隙时的炮口高低方向振动特性,验证了30mm自动炮本身身管振动并不是引起连发射击散布大的主要原因,为下一步寻求提高连发射击密集度有效途径提供一定参考。     

遥控武器站射击密集度分析平台开发

为了快速准确地预测遥控武器站(remote control weapon stations,RCWS)射击密集度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、内弹道计算、弹炮耦合动力学仿真、起始扰动计算、外弹道计算和射击密集度计算等模型组件。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,开发了遥控武器站射击密集度快速分析平台。以某遥控武器站为例,利用该平台计算了遥控武器站的射击密集度。研究结果表明,该平台可满足遥控武器站射击密集度快速、准确分析的要求,也为遥控武器站动力学优化提供了基础。     

航炮射击炮振响应抑制特性分析

为有效抑制后坐力和前冲后坐位移,对航炮射击炮振响应抑制特性进行分析。建立航炮前冲后坐的动力 学模型,对航炮射击无缓冲时后坐力以及航炮射击过程的刚度进行分析,对不同射速、阻尼条件下的后坐力和前冲 后坐位移响应抑制进行仿真试验。该研究可为航炮在武器系统集成应用提供参考。