大位移双向拉绳式速度传感器

火炮大行程运动部件速度测量常采用单向拉绳式传感器,由于其频响低而使得它的应用受到了限制.为了改变这种现状,针对传统速度传感器依靠卷簧所引起的低频响缺陷,采用无弹簧方式设计并研制了大位移双向拉绳式速度传感器,给出了传感器电磁感应工作原理和利用测速电机作为速度敏感元件的工作方式,选择一门高炮自动机和一门火炮后坐部分为测量对象,通过自动机闩体运动速度测量和火炮后坐部分运动速度测量完成了速度传感器原理验证和工程应用.结果表明,该速度传感器能满足火炮运动部件测量要求.     

火炮结构结合面力学模型研究综述(Ⅰ)

火炮结构后坐部分与导轨、齿轮与齿弧、回转部分座圈等结合面是影响火炮动力学特性的重要因素,结合面存在着接触刚度和接触阻尼.结合面刚度是火炮结构整体刚度的重要组成部分.对于火炮结构零件组成的机构,其大部分阻尼来源于结合面.火炮结构结合面力学模型研究经历了多刚体模型、多柔体模型以及有限元模型.火炮多刚体模型由若干个刚体、弹簧和阻尼器构成,将结合面简化为弹簧和阻尼器,建立运动微分方程,描述火炮系统射击时的受力和运动规律.多柔体模型由若干个弹性体与刚性体组成,结合面的处理与多刚体基本相同.     

新型后坐加速度开关阵列传感器

分析了国外后坐加速度传感器发展动向。介绍了新型后坐加速度开关阵列传感器的结构、原理、参数选择和性能设计。给出了原理性静态、动态试验结果，以证明新方案的可行性。最后指出了这种新型结构的传感器所具有的特点。     

火炮后坐复进运动动态检测与模糊评估

射击后火炮后坐、复进运动检测与评估是火炮发射安全性、动作可靠性与射击精度的保证。通过检测火炮射击时后坐、复进位移与复进机压力信号，并应用小波变换算法对测试信号进行滤波，分析得到火炮后坐位移与复进到位速度值；应用模糊理论建立了火炮后坐、复进运动动态模糊评估模型，并评估该火炮的实际射击状态。用实例验证了动态模糊评估模型及结果的正确性及有效性，结果表明该方法简单实用，符合实际射击情况，为火炮后续故障诊断奠定了基础。     

解析火炮的反后坐装置

由两大部件组成 在火炮发展史上,有几个特别重要的里程碑,其中之一就是火炮反后坐装置的发明,它结束了刚性炮架的时代,进入了弹性炮架的时代。通俗的说,火炮的反后坐装置就是一个“弹簧”,是火炮射击时一个有特殊功能的缓冲和复位装置：在火炮射击时,反后坐装置通过后坐部分的后坐运动产生一定的后坐力,从而控制后坐部分的后坐运动规律（速度和行程）;同时也储存部分能量,使后坐部分在后坐终止时再能自动返回到射击前的初始位置。[第一段]     

新型后谷加速度开关阵列传感器

分析了国外后坐加速度传感发展动向。介绍了新型后坐加速度开关阵列传感器的结构、原理、参数选择和性能设计。给出了原理性静态、动态试验结果，以证明新方案的可行性。最后指出了这种新型结构的传感器所具有的特点。     

膨胀波火炮内弹道初步研究

膨胀波火炮是在保持弹丸炮口速度不变的情况下,提前开启闩体使发射药气体后喷,从而大幅度减小火炮的后坐动量的一种新发射原理.该火炮是解决火炮系统威力和机动性矛盾的一次革命性变革.应用两相流内弹道理论,针对某口径火炮发射过程建立了理论模型,并进行了数值模拟,给出了开启闩体后波的传播的运动规律,指出了该火炮减小后坐动量应采取的措施.     

火炮用直线发电机性能研究

根据直线发电机原理,结合火炮后坐运动特点,提出了一种火炮用直线发电机设计方案。介绍了火炮用直线发电机基本结构和工作原理,基于永磁直线发电机电磁学模型与火炮后坐运动的动力学模型建立了火炮用直线发电机的数学模型,推导了火炮用发电机感应电动势和电磁阻力的理论计算公式,并建立二维有限元模型进行仿真计算,具体分析了火炮用直线发电机感应电动势,电磁阻力以及电能后处理等主要性能的运行特点,为火炮用直线发电机的优化设计提供了理论依据。结果表明,火炮用直线发电机能够将火炮后坐能量转化为电能再利用,有利于提高火炮能量利用率。     

火炮后坐试验装置冲击参数影响研究

炮口强冲击是一种技术可行的火炮动力后坐模拟试验方法。为保证该试验方法具有与实弹射击相似的后坐动态特性,通过建立力学模型及缓冲器的非线性模型,进而建立火炮后坐的运动方程;基于MATLAB软件,利用四阶龙格库塔法对运动方程进行了求解;分析了冲击质量、冲击速度、缓冲器的线性刚度、非线性刚度和阻尼对炮身后坐加速度的影响。该研究为火炮模拟试验装置的研制提供了理论依据。     

基于改进遗传算法的反后坐装置故障诊断方法

反后坐装置是火炮射击故障率最高的部件之一。驻退机故障主要体现在驻退机内液量不足及节制环、驻退杆活塞套等零件磨损，完整火炮难以直接测量内部零件磨损量，因而驻退机故障诊断困难。通过建立反后坐装置后坐、复进运动数学模型，对射击中出现的驻退机故障及其原因进行了仿真计算，应用改进的遗传算法诊断了其故障原因，并用诊断实例验证了该方法的正确性与有效性。实例证明，该方法在火炮反后坐装置故障诊断方面具有速度快、精度高等优点，为火炮结构优化设计及故障论断提供参考。     

某自行高炮动力学分析

结合某自行高炮的工程实践，对自行高炮的射击过程进行了动力学分析与研究。把自动机与全炮动态耦合为一体，尝试建立了新的力学模型；同时考虑身管弹性变形，建立了火炮发射时的多刚体动力学模型。运用Kane-Huston方法推导了高炮射击时的运动微分方程组，对高炮模型进行了动力学仿真计算与分析，获得了全炮的动态响应。     

坦克炮塔转动惯量测量方案设计

根据刚体的定轴转动定律和电机电流扭矩特性,研究了一种间接计算坦克炮塔转动惯量的方法,设计了炮塔电机的特性测定方案和炮塔角速度与电机电流的动态同步测量方案.应用该方案通过对试验室中某一炮塔的试验测定与分析,得到转动惯量相对误差为12.01%,证明该方法是可行的.该方案的特点是将不易获得的大型非均质不规则刚体转动惯量转化为系统中易于获得的电流和角速度的测量,提高了测量精度和效率.     

人枪系统参数对射击精度的影响

为使人枪系统具有最佳的匹配效果和客观评价枪械的射击性能,对影响人枪系统射击精度的参数进行研 讨。根据单发卧姿有依托抵肩射击的特点,以多刚体系统动力学为理论基础,应用UG 软件,建立模拟人体枪架发 射动力学仿真模型,分析自动机在人体枪架发射过程中运动特性对枪口位移的影响,得出射击精度实验结果,对影 响射击精度的导气孔直径和复进簧刚度进行分析。仿真分析结果验证了该模型的可行性和有效性。     

转管机枪在三脚架上不同方位射角发射动力学分析

为研究大口径转管机枪在轻型三脚架上射击时的射击密集度随方位射角的变化规律,建立了具有不同方位射角的转管机枪系统刚柔耦合发射动力学模型,对机枪系统的射击动力学特性进行了仿真计算,分析了机枪系统不同方位射角射击时三脚架中柔性部件的弹性变形情况。利用动力学仿真得到膛口响应,计算了转管机枪以5个不同方位射角射击时的射击密集度。结果对比表明,转管机枪在轻型三脚架上射击时,随着方位射角的增大,射击稳定性变差,方位射角超过一定范围射击密集度下降明显,且左右射击时转管机枪系统振动具有不对称性。分析结果为转管机枪系统改进三脚枪架提供了参考。     

远程火炮弹丸起始扰动的动力学特性

为研究远程火炮射击时弹丸起始扰动的形成机理,基于凯恩动力学方法建立火炮动坐标系下弹丸动力学模型。基于该模型提出火炮运动环境下的弹丸运动描述方法,给出弹与炮相互作用力和力矩的表达式。结合工程实际,对弹丸在发射过程中运动规律进行理论研究。通过仿真验证弹与炮间隙、弹丸质量偏心、膛内火药气体泄漏以及身管弯曲、身管弹性振动和炮架跳动对弹丸起始扰动的影响。结果表明：膛内火药气体泄漏会造成弹丸膛内运动异常,产生恶劣的起始扰动;身管弯曲和身管弹性振动对起始扰动有明显影响,炮架跳动对弹丸膛内运动及起始扰动影响不是很大;研究成果可为改进远程火炮设计和提高射击精度提供重要理论参考依据。     

MB2镁铝合金的低压动态响应特性研究

一级轻气炮加载下,利用VISAR测量MB2镁铝合金的自由面速度历史,实验剖面含有典型弹塑性、损伤断裂信息。考虑弹、塑性波的相互作用后获得材料的塑性波速度、波后粒子速度及拟合的低压段US-up直线。计算得到MB2镁铝合金平均Hugoniot弹性极限为0.25 GPa,平均层裂强度为0.83 GPa。     

基于虚拟样机的自行火炮行驶平顺性仿真研究

对某型自行火炮结构组成进行分析,利用ATV模块在ADAMS软件平台上建立该火炮的虚拟样机;利用谐波叠加法构建了随机不平路面,实现了自行火炮的仿真行驶。选择总的加速度加权均方根值评价法作为自行火炮行驶平顺性的评价标准,并对不同路面上的行驶平顺性进行仿真计算,得到了评价平顺性的参考值。结果表明,通过建立虚拟样机对自行火炮进行平顺性分析是可行的,为自行火炮的行军试验仿真提供了参考。     

含动边界的膛口流场数值模拟

膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的.     

多体火炮系统的固有振动特性-多体系统动力学的传递矩阵法

导得了任意刚体作线性振动的场传递矩阵。建立了多体系统动力学的传递矩阵方法，并将其应用于一般多体火炮系统固有振动的研究，建立了相应的多体火炮系统振动的传递方程和传递矩阵。导得了有关多体火炮系统振动的频率方程和振型函数的解析式。     

人枪系统建模及数值仿真研究

根据人体生物力学结构及步枪立姿点射人枪系统的特点,建立12刚体、32自由度的人枪系统动力学模型,以56式7.62mm冲锋枪为例进行了数值仿真,仿真结果与实验结果一致,利用该模型研究了人的受力点和各关节的受力情况.并在此基础上,开发了人枪系统仿真专用软件.