基于isight的某转管武器弹簧缓冲器优化设计

针对转管武器试验过程中出现的后坐阻力和后坐位移过大的问题,以某型转管自动机为研究对象,提出了一种基于isight的缓冲器优化设计方法.基于动力学分析软件ADAMS建立转管武器虚拟样机模型并对其计算结果进行分析.然后基于isight多学科优化技术,以最大后坐阻力作为目标函数,在后坐位移不超过19 mm的约束条件下采用最优拉丁超立方设计方法对缓冲簧设计参数进行灵敏度分析.利用isight集成ADAMS运行程序,采用多目标遗传算法NSGA-II对缓冲簧设计参数进行并行优化设计.实验结果表明:优化后的设计参数与最初方案相比其后坐阻力显著减小,同时该设计方法为转管武器缓冲器优化设计提供了参考依据.     

内能源转管武器导气装置结构参数优化设计

导气装置结构参数是影响内能源转管武器射速波动的重要因素。为了提高内能源转管自动机运动的平稳性,运用气体动力学和正交优化设计理论,以导气装置结构参数和曲柄连杆机构为优化变量,建立了导气装置优化设计数学模型。经过优化计算可以使内能源转管武器较快达到稳定射速,射速波动和后坐阻力也有较大改善。该方法对研究导气装置的结构参数设计具有较普遍的适用性。     

内能源转管武器曲柄连杆机构优化设计

曲柄连杆机构是内能源转管武器的重要驱动机构。为了提高内能源转管自动机运动的平稳性,运用动力学分析理论,以曲柄连杆机构参数为优化变量建立了优化设计数学模型。经过优化计算求得的曲柄连杆机构参数,可以使内能源转管武器较快达到稳定射速且射速波动和后坐阻力也有较大改善。该方法对研究曲柄连杆机构的结构参数设计具有较普遍的适用性。     

多联装高射速自动机后坐力特性分析

为对发射装置施加控制力矩从而提高射击精度,建立多联装自动机系统的动力学模型。主要研究在内外能源共同作用下的多联自动系统后坐力动态响应情况,分别对两门转管自动机在击发位置相同、相差30°和60°3种模式进行连发射击动力学仿真,并通过分析对比3种模式下的后坐力及扭转力矩变化趋势。结果表明：抵消扭转力矩和降低后坐力都会提高多联装自动机系统的射击精度,该分析可为多联装自动机系统的设计奠定基础。     

曲柄初始角度对内能源转管武器转速的影响

内能源转管武器导气装置的工作状态与普通武器不同,导气时的活塞位置决定了气室初始容积,影响自动机的正常工作,引起武器的射速波动。采用优化设计的方法优化曲柄连杆机构的初始角度,对武器的设计及安装调试具有重要的意义。     

基于ADAMS的某转管武器缓冲装置的参数化设计

针对速转管武器射速的增加引起后坐力增大的问题,设计一种基于 ADAMS 的某转管武器缓冲装置。以某小口径自动武器缓冲装置为研究对象,在Solidworks中建立三维模型,以ADAMS为分析平台,对缓冲装置的关键设计参数进行优化分析,得到最优的参数组合。仿真结果表明：采用参数化分析结果匹配设计的缓冲装置,能够满足后坐阻力和后坐位移的要求,对武器其他结构参数的优化设计有一定的参考价值。     

外能源转管机枪间歇制高功率密度永磁电机设计

外能源转管武器的驱动电机是一种具有短时高过载的特种电机,提高其功率密度有利于武器系统的最小化和一体化设计。通过分析不同射频下转管自动机与供输弹阻力矩测试数据,结合自动机短时间歇制工作特点,确定了电机初始设计参数;利用电磁仿真软件Maxwell建立了12槽10极电机模型,通过多参数匹配的方式对磁路结构、定子槽参数、永磁体结构进行优化设计,降低了转矩波动;分析电机工作点的铁心磁密与定子铁心的饱和磁密,提高电机过载能力和功率密度。研究结果表明：数值模拟结果与试验数据吻合较好,验证了仿真模型的可靠性;设计电机转速为5 000 r/min最大输出功率为16.3 kW,峰值功率密度可达5.8 kW/kg,在1 000~3 000发/min的射频下,自动机的启动速度可以达到200 ms左右,在稳定射频下的转速波动小于10%。     

火炮制退机节制杆优化设计

火炮制退机节制杆尺寸参数设计时,为了获得拟定的后坐阻力曲线,建立了以节制杆尺寸参数为设计变量的多目标优化模型,优化模型以所设计的节制杆尺寸参数计算获得的后坐阻力曲线与拟定的后坐力曲线符合程度、后坐长与设计值接近程度为目标函数,选用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化计算.优化后,对比初始后坐特性、目标后坐特性与优化所得后坐特性表明,所建模型合理,通过该优化模型所得的节制杆尺寸参数,可获得拟定形状的后坐阻力曲线.     

新型内能源转管武器驱动技术研究

本文提出了一种内能源转管武器实现高射频的新型驱动技术--喷管气流反推驱动技术.该技术的提出和应用为内能源转管武器的发展提供了一条新思路.建立了喷管气流反推驱动模拟实验装置的数值计算模型,给出了不同结构参数对转管转速的影响规律,为该武器系统的进一步优化设计提供理论依据.计算结果表明喷管反推驱动是一种切实可行的新原理、新方法.     

某航炮缓冲器性能结构优化研究

通过对某航炮自动机缓冲器结构中影响后坐力的弹簧刚度、弹簧预压量、液压阻尼系数等主要参数进行优化分析,基于Matlab编程,解算分析了某航炮自动机的后坐复进运动,求得了最大后坐位移约束条件下的最大后坐力优化解。结果表明:自动机最大后坐位移与最大后坐力是相互制约的两个因素,仅仅通过结构参数优化难于达到预期目标;在最大后坐力满足要求时,使得后坐位移增大超出预期。研究结果为缓冲器结构设计参数选取提供了参考。     

带膛口助旋制退器的转管机枪动力学建模与仿真

基于气体动力学理论,建立了转管机枪膛口助旋制退器的气体动力学数值模型,以此计算了助旋制退器的助旋力和制退力。通过改变助旋制退器沿枪管轴线的纵向尺寸,分析了助旋力和制退力随管道腔长度的变化规律。结合内能源转管机枪发射动力学模型,分别对未安装和安装有不同长度的膛口助旋制退装置的转管机枪系统进行了动力学仿真。仿真结果表明,在一定范围内增大助旋器管道腔沿枪管轴线长度可以有效地增加助旋力和制退力。安装膛口助旋制退器,能够实现对内能源转管机枪射频的有效提升。     

火炮反后坐装覃动力学耦合分析与优化

考虑火炮后坐过程中后坐部分与火炮其他部分的动力学耦合效应，推导出在反后坐装置作用下，火炮后坐运动基本方程组,建立了火炮反后坐装置动力学耦合模型。基于拉格朗日插值和四阶龙格-库塔法进行了数值求解。计算结果表明：由于火炮耦合运动的存在，后坐阻力规律与设计时后坐阻力规律相差较大，最大后坐阻カ小于设计时最大后坐阻力。基于动力学耦合模型和优化设计方法，以后坐过程中的最大后坐阻力最小为优化目标，节制杆各圆锥段直径为设计变量，火炮最大后坐长为约束条件，建立了后坐阻カ优化模型。优化算法采用遗传算法。优化结果表明：火炮后坐过程中后坐阻力曲线更加平缓，最大后坐阻力小于优化前的计算结果。     

12.7 mm 转管机枪枪口助旋制退器流场数值仿真分析

转管机枪枪口助旋制退装置,是有效提高转管机枪射速(或减小驱动电机功率)和降低武器后坐力的技术途径。提出了一种新型助旋制退器,建立了助旋制退器的三维模型,对结构进行了分析。建立了助旋制退器流场计算模型与控制方程组,使用Matlab软件对内弹道以及后效期进行计算,利用icem-cfd软件进行网格的划分,用Fluent软件完成流场的仿真,并对助旋力矩进行了计算。结果表明,该枪口助旋制退装置可以为武器提供旋转力矩和制退力。     

降低火炮后坐力技术概述

低后坐力技术是协调火炮威力、机动性和精度三者之间矛盾的关键技术。降低火炮后坐力技术主要有前冲技术、超长和串联超长后坐技术、二维后坐技术、炮口制退器技术、膨胀波减小后坐力技术和电（磁）流变技术。前冲后坐技术需要适应多种装药的变化，要有专门的卡锁装置，迟发火或瞎火时需采取相应的安全措施，尤其要解决首发射击精度问题。膨胀波火炮红外目标特征太明显，要求能精确控制火炮相关机构，需系统、全面地研究探索内弹道技术、火炮自动机技术等相关技术。在火炮设计过程中，应对各种降低后坐力的技术进行综合分析与对比，提出相容性好的低后坐力技术应用方案。     

某迫榴式火炮反后坐装置的结构优化及分析

为了获得某新型迫榴式牵引火炮的理想后坐阻力曲线,对其反后坐装置进行结构优化。对反后坐装置进行受力分析并编写计算程序对后坐运动进行计算仿真。在一定后坐长度范围内,建立以节制杆尺寸为设计变量,后坐阻力峰值最小为目标函数的优化模型。利用ISIGHT软件集成仿真计算程序,选用修正可行方向法对优化模型进行求解。优化结果表明:后坐阻力峰值减小,曲线更加平缓,总能量基本不变。该优化方案对火炮稳定性提高和轻量化实现具有一定的参考价值。     

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。     

某微后坐力转膛自动炮动力学分析

以某微后坐力转膛自动炮为研究对象,在分析其结构特点及工作原理的基础上,考虑喷管推力、机构之间的运动阻力及碰撞等因素,应用动力学仿真软件 RecurDyn建立了该自动炮的虚拟样机模型,并对其2个射击循环进行了动力学仿真,获得了自动炮后坐与复进过程中的机构运动特征数据,仿真计算结果与试验测试结果较为吻合,验证了所建虚拟样机的正确性和有效性,在此基础上,研究了转膛体转动惯量对滑板运动的影响规律,结果表明转膛体转动惯量的变化对滑板运动特性影响较小。仿真模型与结果可对该炮参数优化及结构改进提供理论参考依据。     

基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究

大口径火炮后坐阻力和炮口扰动是影响火炮射击精度的关键因素,为了减小后坐阻力峰值和炮口扰动,基于刚柔耦合动力学理论,建立了某型火炮刚柔耦合系统动力学模型。从反后坐装置结构和总体结构的角度出发,利用ADAMS底层开发模块,结合小生境遗传算法程序建立多目标优化函数,进行火炮反后坐装置结构多目标优化设计。优化后的后坐阻力峰值及炮口扰动明显降低,表明所提出的优化方法合理可行,为火炮总体结构和反后坐装置结构的优化设计提供一定的技术参考。