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。     

某型火炮反后坐装置能量消耗数值仿真

为了更好地理解反后坐装置的作用,基于反后坐装置反面问题模型,对某型火炮射击过程中反后坐装置的能量消耗进行了数值仿真。研究发现,该火炮有效能量占火药总能量的22.36%,后坐能量占火药总能量的0.33%;火炮后坐能量在后坐时被消耗约80%,被驻退机消耗约91%,被液压阻力消耗约92%;复进机利用后坐能量约20%将后坐部分推回原位。     

基于后坐加速度最大值的火炮装药号辨识仿真

为了用火炮后坐加速度最大值来辨识火炮装药号,在火炮内弹道和反后坐装置模型基础上建立了后坐加速度计算模型,通过仿真,分析了实际使用中火炮结构参数和射击参数变化对后坐加速度最大值的影响,发现药室增长量、装药温度对后坐加速度最大值影响较大,只用后坐加速度最大值不能对装药号有效辨识。采用了后坐加速度最大值和装药温度并结合四个药室增长量变化阶段来辨识装药号的方案,用人工神经网络建立了辨识模型。仿真试验表明：该模型对火炮装药号的辨识正确率达到100%。     

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。     

某型火炮反后坐装置液压阻力数值仿真分析

为深入了解反后坐装置工作时各流路液压阻力大小,采用数值仿真方法,研究了某型火炮后坐和复进过程中液压阻力在总阻力中的比例、驻退机各流路液压阻力的大小关系。研究表明：后坐和复进时,液压阻力均为总阻力的主要阻力;后坐时驻退机支流液压阻力远小于主流液压阻力,复进时三条流路液压阻力较为接近。液压阻力的大小除了与漏口面积有关外,与液流速度有很大关系。     

变阻力火炮制退机结构设计

大口径火炮在使用中由于射程不同,所需的装药量发生改变,其后坐位移也将随之改变,影响火炮的快速射击与准确打击。通过在制退机上外并一个旁路,旁路上装有液压阀等装置,当火炮装药量发生变化时,通过调节阀门的开口大小来调节后坐阻力,可有效控制后坐位移基本趋于稳定。建立制退机三维模型,分别对改进前后的制退机进行三维流场模拟分析,对比分析改进效果,对提高火炮的射击效率具有较大的实际意义。     

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。     

三腿式大架超轻型155mm火炮射击稳定性分析

为研究某三腿式大架超轻型155m m火炮的射击稳定性,在反后坐装置反面问题模型基础上建立了火炮射击虚拟样机并进行了仿真,研究标明:前后驻锄的跳起均要加以考虑;火炮重心位置对射击稳定性有较大影响;通过采用长后坐和将后坐部分后移射击能够满足周向射击稳定性。     

某轻型155mm火炮射击稳定性仿真

轻型155mm火炮威力大、重量轻,射击稳定性是其核心问题。建立了某轻型155mm火炮的虚拟样机模型,分析了火线高、后坐长度、驻锄作用面积、土壤刚度等因素对射击稳定性的影响。研究表明:火线高和后坐长度对射击稳定性影响极大,通过两者合理取值可以保证该型火炮的射击稳定性。     

基于液固两相流的某驻退机冲蚀磨损过程模拟研究

在分析火炮反后坐装置原理和冲蚀磨损发生机制的基础上,根据某火炮驻退机结构特征建立二维简化模型,基于FLUENT中DPM液固两相流模型及RNG k-ε湍流模型对驻退机后坐过程中复杂流场特性进行数值模拟,得到不同时刻内部腔室压力、速度和涡流黏度云图,并描绘出冲蚀颗粒的运动轨迹。通过间接计算得到的结果,验证该数值模拟方法能够较为真实地描述驻退机内部复杂两相流场流动情况,为驻退机冲蚀磨损分析和结构优化设计提供参考。     

某火炮磁流变制退机设计与研究

以某型火炮磁流变制退机为研究对象,利用CFX对其内部粘塑性流场和牛顿流场建立一体化模型,使用CEL方法定义了Bingham粘塑性流体特性,分析得到了磁流变制退机后坐总阻力与活塞杆速度之间的关系。使用ADAMS软件对磁流变制退机的后坐过程和复进过程进行仿真,通过分析磁流变制退机的理论后坐总阻力与普通制退机试验的后坐总阻力的变化规律曲线,分析了磁流变制退机的后坐效果。     

基于AMESim与Simulink的反后坐装置结构仿真分析

为解决传统火炮反后坐装置难以控制后坐阻力，得到理想后坐阻力规律,提出用液压伺服阀辅助调节控制反后坐装置的后坐阻力规律。在节制杆式制退机的基础上，采用AMESim与Simulink软件进行联合仿真，建立阀控反后坐装置的仿真模型，结合灰色预测模糊控制算法，分析了不同伺服阀开口大小和延时时间对后坐阻力的影响。结果表明：合适的伺服阀开口大小能有效减小后坐阻力，得到理想后坐阻力规律；延时时间会使控制效果减弱，采用灰色预测模糊控制算法能尽可能减小伺服阀延迟时间对后坐阻力规律影响。     

基于空化效应的某驻退机液压阻力仿真研究

根据某火炮驻退机结构特征建立二维简化模型,利用FLUENT中Mixture多相流模型和网格动态层更新方法,基于流体空化效应对驻退机后坐过程中复杂流场特性进行了数值模拟,预测了空泡的发生区域,得到了内部腔室压力、速度和气体体积分数的瞬时分布并计算出液压阻力曲线,结果表明此方法能够较为真实地描述驻退机内部复杂流场流动情况,为驻退机结构优化设计和故障分析提供有效参考。     

前冲原理用于某型大口径火炮的数值仿真分析

为考查前冲原理直接用于某型带常规反后坐装置的大口径火炮的可行性,基于火炮反后坐装置反面问题模型,借助数值仿真方法,获得了该型火炮正常发射和前冲发射时的动力学特性曲线,对其动力学特性指标的变化原因进行了深入分析,探讨了减小后坐阻力峰值的技术途径.研究表明,带常规反后坐装置的大口径火炮前冲发射时,后坐阻力峰值增大,发射周期变短,后坐部分实际行程变短;通过在复进速度最大时击发或者对后坐制动器简单调整都不能有效降低后坐阻力峰值.     

基于仿真的某型火炮极限射击条件研究

火炮极限射击条件用于考核火炮在最严酷射击条件下的工作情况,传统火炮极限射击条件是在对影响参量定性分析基础上,依据经验大致确定的。为准确确定某火炮的极限射击条件,将内弹道模型和火炮反后坐装置模型结合起来,建立了系统的火炮射击数值仿真模型,在仿真的基础上,首先分析了相关参量对射击条件的影响;而后用人工神经网络拟合仿真计算以减少仿真时间、用模拟退火和基因算法等优化算法对射击条件进行优化,得到了极限射击条件;最后,计算了极限射击条件位置各影响参量的灵敏度。     

变化油压冲击下火炮制退机唇形密封圈的动密封性能

研究制退机唇形橡胶圈在火炮高速发射时的动密封性能。分析唇形密封圈的工作原理,利用微观组织分析方法研究密封圈失效机制;通过橡胶力学性能试验和拟合寻优,确定橡胶超弹性本构模型,利用ABAQUS建立密封圈轴对称有限元模型;通过ADAMS仿真求解得到不同装药条件下制退机后坐速度、变化油压等参数,并综合考虑初始过盈量、摩擦因数、动密封速度等因素,分别对密封圈的安装、静密封和动密封等工况进行模拟;根据密封圈失效准则,研究变化油压冲击作用下的唇形橡胶圈动密封性能,对研究和掌握火炮发射状态下唇形密封圈的寿命规律具有一定参考价值。     

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。     

某反后坐装置液压试验机的设计

反后坐装置的工作状态是影响火炮工作可靠性的一个关键因素。针对某型火炮反后坐装置修理后液压试验难的问题,设计制造了实现给反后坐装置加注驻退液、压力试验和检查液量三大功能的液压试验机。该文介绍了该液压试验机的基本组成、工作原理和技术特点。     

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的某火炮制退机反面分析计算

在火炮制退机反面问题计算时,由于火炮的结构尺寸和制退机的结构已经确定,因而反面问题的计算较为准确。针对常规的二次近似法和一步定长法计算精度不高、效率低的事实,应用数值分析软件MATLAB先进的常微分方程求解算法可以比较精确地计算出后坐运动诸元及制退机液压阻力随时间的变化规律。经过和正面计算的数据比较,得出的结果是合理的。