火炮总体设计中几个问题的分析

根据某火炮的结构特点和分析要求，把一些工程元件简化成刚体，另一些工程元件简化成弹簧，用有限多个质量、转动惯量、弹簧和阻尼形成一个离散的参数系统，从而得到火炮系统的简化模型。通过对模型的讨论，运用机械结构动力学的理论，分析了火炮总体参数中的Le值、Ld值、起落部分的刚度系数k以及弹丸的质量偏心和身管的制造误差对火炮发射瞬间的炮口扰动的影响，定量分析了影响炮口扰动的因素。     

炮口扰动影响参数分析与优化研究

针对减小火炮炮口扰动问题,建立了某型榴弹炮的虚拟样机模型,考虑了后坐质量偏心、土壤介质、高低机传动间隙和蝶形弹簧的刚度与阻尼等因素,以炮口线速度和角速度表征炮口扰动,构建优化目标函数,通过灵敏度分析获得各因素对炮口扰动的影响程度,对炮口扰动进行优化.仿真结果表明,考虑了高低机传动间隙和缓冲制动装置的虚拟样机更能够反映火炮实际发射过程和受力规律,并且可以为炮口扰动优化提供一定依据.     

影响炮口扰动的火炮总体结构参数灵敏度分析与优化

从减小炮口扰动的角度出发,利用ADAMS软件建立了某火炮发射过程的刚柔耦合模型,考虑了身管、摇架、上架的变形,通过灵敏度分析获得了火炮总体结构参数对炮口扰动的影响强弱;结合灵敏度分析结果,联合小生境遗传算法与ADAMS软件进行了火炮动力学的多目标优化分析,有效降低了炮口扰动,对火炮结构设计和动力学分析具有一定参考价值。     

基于神经网络和遗传算法的火炮结构动力学优化

为研究炮口扰动优化问题,提出采用非线性有限元、试验设计、神经网络和遗传算法相结合的方法进行火炮结构动力学优化。建立了某大口径火炮上装部分非线性有限元动力学模型,结合试验设计进行了火炮结构动力学分析。以试验数据为训练样本,建立了基于贝叶斯正则化算法的反向传播（BP）神经网络来模拟火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系。构造了炮口扰动优化目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解,实现了火炮总体结构参数的动力学优化。研究表明所建立的火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系具有很高的可信度,运用该方法进行火炮结构动力学优化行之有效。     

动力偶臂对多功能火炮直射时炮口扰动的影响分析

以某多功能火炮为研究对象,研究火炮直射时动力偶臂的大小对炮口扰动的影响。建立多功能火炮动力学模型,根据实际情况简化模型。运用完全柔性体理论建立身管、摇架和前后铜衬套的柔性体模型,基于刚柔耦合动力学理论建立多功能火炮刚柔耦合动力学模型。对模型进行仿真计算,运用加权与归一法构建炮口扰动的目标函数,通过对比分析,得到多功能火炮动力偶臂对火炮直射时炮口扰动的影响。结果表明,对动力偶臂优化可以明显降低炮口扰动大小,研究结果为多功能火炮动力偶臂的优化提供了理论依据。     

某自动迫击炮动力学参数影响规律研究

从火炮系统的结构特性和物理性能出发,研究某自动迫击炮的动力学参数影响规律.应用多体系统动力学方法建立火炮运动微分方程,在此基础上构建动力学仿真平台,通过输入不同的火炮结构布置参数及连接刚度参数,进行多工况动力学仿真试验,寻求动态参数的匹配以减小弹丸出炮口时的炮口扰动,为火炮的总体设计和结构设计提供依据.     

某自行火炮总体结构参数灵敏度分析与优化

为了有效地降低某轮式自行火炮高低炮口扰动，对武器系统的总体结构参数优化进行了初步研究。建立了考虑炮身弹性变形、自动机主要构件的运动和碰撞等复杂因素的全炮动力学模型。根据某火炮的结构组成和发射原理，把武器系统简化成由身管、供弹臂、弹丸、摇架、炮塔、底盘等24个物体组成的多体系统。在对影响炮口垂直扰动的主要参数进行灵敏度分析的基础上，利用随机方向优化算法对武器系统的总体结构参数进行了优化。优化效果明显，为武器系统的总体设计和结构设计提供了理论依据。     

基于有限元弹炮耦合的某牵引火炮炮口扰动灵敏度分析

针对影响火炮炮口扰动因素的问题,建立了某牵引火炮刚柔耦合参数化有限元模型,考虑了有限元弹炮耦合接触/碰撞、膛内时期膛线对弹丸的扭转、衬瓦与身管间隙、摇架板厚参数、火线高、耳轴及方向机刚度与阻尼、高平机刚度及阻尼、后大架尺寸参数等因素的影响。以炮口线速度和角速度表征炮口扰动,构建目标函数,通过灵敏度分析获得各因素对炮口扰动的影响程度。该结果为炮口扰动优化设计提供一定依据,对探寻各参数与炮口扰动关联性具有借鉴意义。     

影响弹丸起始扰动的火炮结构参数灵敏度分析与优化研究

弹丸起始扰动对火炮射击精度有重要影响,为了减小弹丸起始扰动,建立了某大口径轻型牵引炮弹炮耦合全炮动力学参数化有限元模型,由弹丸出炮口时刻弹丸的角位移、角速度表征弹丸起始扰动,构建优化目标函数,对火炮结构参数的影响程度进行灵敏度分析;同时利用径向基神经网络近似模型方法对弹丸起始扰动进行优化研究。结果表明,摇架臂板厚对弹丸起始扰动影响显著,优化后弹丸出炮口时刻弹丸角位移和角速度均明显减小。该结果可为火炮结构设计提供理论依据。     

某型火炮弹丸质量偏心对弹丸起始扰动的影响分析

针对大口径火炮定型试验中出现密集度超差的问题,分析了影响弹丸起始扰动的重要参数,重点研究了弹丸质量偏心对火炮射击精度的影响.建立了基于接触理论的弹丸与身管耦合动力学仿真模型,并对弹丸质量偏心位移、速度和角速度引起的扰动进行了数值仿真.结果表明:弹丸质量偏心偏离炮膛轴线是造成炮口扰动的重要因素,建议在大口径火炮定型试验中严格控制弹丸质量偏心.     

基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的多股螺旋弹簧动态响应模型参数辨识和分析

针对传统方法在辨识多股螺旋弹簧（以下简称多股簧）非线性响应模型参数时效率较低、精度较差的问题,提出带噪声统计估计器的自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法。该算法通过对多股簧试验数据中的量测(过程)噪声进行递推和估计,能够确保非线性模型参数辨识的收敛性;结合多股簧动态试验对该算法进行检验。研究结果表明：即使在量测噪声级别较高的情况下,AUKF算法也可以准确地求出多股簧的动力学模型参数;在预测多股簧动态响应过程中,若预测振幅和参数辨识所用振幅相差太大则会导致较大的预测误差;当加载速度变化时,多股簧动力学模型中的迟滞部分参数基本不变,但0阶非线性刚度系数和非线性放大因子变化较大。     

拖缆的弹簧柔性体模型在拖曳式空中发射系统中的应用研究

拖曳式空中发射系统模型的复杂程度很大程度上取决于拖缆模型描述的复杂程度.将拖缆视为"弹簧柔性体",即串联的一系列线性弹簧来处理,不仅可以求解拖缆的静态位形,还可以求解拖缆的动力学特性,谋求解决拖缆的动力学问题.所以,从理论上讲是一种较为理性的模型.     

低空伞弹外弹道动力学模型

在一定的假设的基础上 ,将飞行系统 (炸弹与降落伞组成 )看作为变质量的质点弹性系统 ,充分考虑了变质量、附加质量及其引起的作用力 ,给出了作用在伞衣上的横向气动工程计算方法 .借鉴现代控制理论的结构化模型方法 ,建立了低空伞弹自动坠落过程、拉直过程、充气过程及稳定下落过程的结构化模型 ,使计算机编程易于实现 .运用该模型通过空投试验数据验证 ,表明此弹道模型是有效的     

镀层对引信弹簧抗力的影响

为了揭示镀层对引信弹簧抗力的影响,利用理论推导和有限元法分析了镀层材料及厚度与引信弹簧抗力的关系,并对两种方法的计算结果进行对比,最后通过实验进行验证。结果表明：对于同一种镀层材料,镀层厚度是影响引信弹簧抗力的主要因素;对于不同种镀层材料,镀层材料的屈服强度是影响弹簧抗力的主要因素。该结果说明选用合适的镀层材料及厚度对控制引信弹簧抗力非常重要。     

车用发动机气门弹簧的优化设计方法

该文深入研究了各种气门弹簧的设计过程，提出了目前车用发动机上常见的气门弹簧结构的优化数学模型，在微机上开发了专用软件，实现了气门弹簧最佳设计的自动化。通过实验和对比性计算可见用这种设计方法优化设计气门弹簧效果良好。     

非正态随机参数的汽车常用弹簧的可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合，应用四阶矩技术，提出了基于四阶矩方法的可靠性灵敏度设计的计算方法，讨论了具有非正态随机参数的常用弹簧可靠性灵敏度设计问题，给出了可靠性灵敏度的变化规律，研究了设计参数的改变对汽车常用弹簧可靠性的影响，为汽车常用弹簧的可靠性设计提供了理论依据。     

接头模型计算刚度影响因素分析

概念设计阶段为了缩短设计时间，提高效率，通常采用简化计算模型进行分析，其中的概念接头模型一般采用扭转弹簧模拟，然而接头模型的参数受到附属分支长度影响，进而影响到车身整体性能的计算，国内近年来对于简化接头模型的刚度计算方法也有不少的探讨，在此基础上，本文将探讨影响简化接头模型性能表现的因素，提出如何得到最近似的接头参数数据的建议。     

油气弹簧主活塞斯特封泄漏流量计算与仿真研究

针对油气弹簧主活塞斯特封宽温域条件下的工作稳定性问题,基于材料力学及流体动力学分析与计算,建立了流体动密封数学模型,推导出了斯特封泄漏流量的理论计算公式;运用有限元模型获取密封间隙处的油膜压力数据,研究了工作温度、往复运动速度、预压缩率及沟槽尺寸对斯特封泄漏流量的影响规律。结果表明：同等工况下,往复运动速度增加、预压缩率减小、沟槽宽度或深度增大都会增加斯特封的泄漏流量;在材料许用温域范围内,随着工作温度的升高,斯特封的泄漏流量增加。     

火箭弹尾翼结构的Isight／ANSYS优化设计

为减轻火箭弹尾翼在结构性能约束下的质量,对其结构设计参数进行了优化。对尾翼的载荷分布、结构特性进行了分析,并利用ANSYS软件APDL语言建立了有限元分析的参数化模型。选取质量最小为目标函数,翼根厚度、翼梢厚度和安装位置为设计变量,强度和刚度为约束条件,建立了结构优化模型。基于应力准则法及直接搜索策略,通过Isight集成ANSYS软件对尾翼结构进行了优化设计。通过典型实例的仿真表明：尾翼减重效果明显、方法有效。     

用连续介质模型模拟重复栅格结构的研究方法

介绍了利用连续介质模型模拟重复格结构的研究情况。着重阐述等效连续介质模型的定义、连续介质模型的特征以及生成连续介质模型特性(本构矩阵、质量密度矩阵和热系数矩阵)的若干方法。阐述了一个生成连续介质模型特性的解析表示式和数值的简单方法。用几个典型算例的数值结果。证实了连续介质模型的有效性。