刚柔耦合模型在机枪发射动力学仿真中的应用

应用柔性多体动力学理论和ADAMS软件,以机枪为研究对象,把枪身以及自动机作为刚体,把对膛口响应影响较大的枪架和身管作为柔性体,进行连发射击的仿真计算。通过仿真,证明考虑柔体效应的刚柔耦合多体动力学模型,比刚体模型更贴近实际机枪发射的情况,而且克服了用有限元法求解膛口动态响应时无法考虑自动机在机匣中的相对移动对动态响应的影响,进一步提高了仿真精确度。     

未击发条件下某车载转管机枪动力学特性分析

为了研究某型车载转管机枪在样机试验中连续射击时出现枪弹击发后未发火现象对于机枪射击精度的影响,以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,并基于相同路面建立了该型机枪刚柔耦合的路面-车体-机枪系统的虚拟仿真模型.综合考虑轮胎与地面、车体与机枪之间的相互作用,仿真模拟了样机的射击试验过程.对机枪在枪弹完全击发与未完全击发时的情况分别进行了系统动力学分析和外弹道计算,获得了机枪的响应特性和弹着点散布情况.通过对试验数据和仿真结果的对比分析,得出枪弹未完全击发时对机枪射击精度的影响程度,为进一步研制该型车载机枪提供支持.     

有限元法在复合材料机枪枪架研制中的应用

介绍了有限元法的基本过程，利用有限元法建立了机枪系统结构动力学模型，计算了钢枪架和复合材料枪架机枪系统的动态响应，阐述了如何利用有限元分析进行枪械设计的方法。     

内装式空中发射箭伞系统多体动力学分析

为解决传统动力学在空中发射系统建模时推导工作量大、过程繁琐的问题,针对内装式空中发射箭伞系统特点,应用多体动力学理论建立了箭伞系统动力学模型,采用嵌入式约束法处理系统的多体动力学问题,导出具有形式简洁、计算方便、便于推导且有一定通用性的箭伞多体动力学模型.应用所建多体动力学模型对箭伞系统运动过程进行了仿真及分析,仿真结果与试飞测量数据的对比验证了模型的有效性,结果表明,所建模型能真实地反映实际问题,可为相应空中发射系统的设计、性能预测和评估提供依据.     

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。     

某集装箱式火箭武器发射系统的非线性有限元建模与仿真

为了研究不同支撑方式对某集装箱式火箭武器发射系统的影响,基于非线性有限元法建立了其动力学模型;分别计算了发射系统在刚性支撑、弹性支撑和半刚性支撑三种工况下的动力学响应.结果显示了刚性支撑方式整体效果的优越性,为某特种集装箱式发射系统发射方案选择提供了依据.     

火箭柔性发射系统动力学建模与数值仿真研究

把多体系统动力学的Ｋａｎｅ方法和有限元法应用于火箭柔性发射系统。针对工程实际，对建模与求解过程中的一些关键问题进行了探讨。建立了一个具有十一个刚性运动自由度、六阶定向器柔性模态自由度的发射系统物理模型。推导出该物理模型的发射动力学方程，并对常推力作用下系统的时域响应进行数值仿真。在此基础上，初步分析了定向器的弹性振动对火箭弹离轨时的初始扰动的影响。     

舰载导弹垂直发射系统动力学特性统计研究

基于多体动力学理论,结合ADAMS仿真软件建立了包含动基座与结构间隙等因素的舰载导弹垂直发射系统动力学仿真模型,并根据工程设计需求将这一模型推广建立随机发射系统参数化仿真模型,模拟统计出导弹出箱姿态的散布规律。统计结果表明,舰载导弹发射姿态受定向器出箱接触碰撞影响扰动明显,不利于导弹的发射起控。     

某简易发射系统设计与发射动力学分析

为提高导弹发射安全性及降低成本,设计一种简易的地面发射系统,用于该导弹研制过程中的发射试验.采用模块化、通用化设计思路,分别对地面发射台架和发射装置进行介绍,基于多体运动学理论方法,建立地面发射系统动力学仿真分析模型,实现导弹倾斜发射,并对发射系统进行发射动力仿真分析.仿真结果表明:该发射系统方案可行,能够满足某型导弹的发射需求.     

某弹丸发射安全性仿真分析研究

为评估某弹丸的发射安全性,基于非线性有限元方法建立精确的弹丸发射系统动力学分析模型.对比分析仿真结果和试验数据,基于上述动力学分析模型,研究发射过程中弹丸质量偏心、推力偏心以及滑块与导轨之间间隙对弹丸横向过载的影响.仿真结果表明:在发射过程中,弹丸质量偏心、推力偏心越大,弹丸横向过载越大,发射系统安全性越差;滑块与导轨之间的间隙越小,弹丸在导轨内的碰撞越剧烈,发射安全性越差.     

自行火炮多体发射动力学仿真研究

研究了柔性多体系统动力学参数化建模理论、数值求解方法及其在火炮发射动力学仿真中的应用，利用模态展开法描述了构件的弹性变形，以某履带式自行火炮为例实施了动力学仿真计算，并对结果进行了分析。     

计及火炮运动的内弹道修正模型

本文利用多体系统动力学的分析方法给出了弹丸及火药气体的运动学公式，推导了计及火炮运动的经典内弹道方程。分析了弹丸在膛内时期的运动和受力，通过联立全炮系统运动微分方程和内弹道方程求解了火炮和弹丸的运动和受力规律。为火炮的结构设计和射击密集度分析提供了理论依据。     

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。     

火炮发射动力学的三维实体仿真

分析了三维实体可视化仿真在自行火炮研制设计过程中的重要意义 ,建立了基于 I-DEAS的某自行火炮的三维实体模型 ,提出了通过 I-DEAS的 OpenArchitecture编程 ,将设计计算过程与动画制作过程同步的方法 ,完整、准确地实现了某自行火炮发射动力学的三维实体动态仿真 .     

火炮多柔体系统参数化仿真平台研究

介绍了通用火炮多柔体动力学仿真平台的设计原理 ,基于此原理研制的动力学仿真软件包含前处理器、核心程序和后处理器三部分 ,具有操作方便、自动建模、通用性强等特点 ,可直接用于火炮设计 ,一般有较强的应用价值     

路面条件对自行火炮动力学特性影响的研究

提出了自行火炮多体系统动力学综合模型,其中动力学方程的最终形式可由程式化软件来完成.建立了在搓衣板型和麻花型路面上行驶时履带轮的支撑模型,对自行火炮在典型路面上行进时的动力学特性进行了仿真分析,得到了路面条件对自行火炮车体扰动以及方位和高低的扭矩的影响,为总体设计和运动性能评估提供重要的依据.     

基于ADAMS 的某航炮动力学仿真分析

为减小航炮在发射过程中的最大后坐冲击载荷,对某航炮虚拟样机进行建模及仿真分析。在Solidworks 中建立该航炮的3 维模型,基于刚柔耦合动力学理论,借助动力学仿真软件ADAMS 建立该航炮虚拟样机模型,在 此基础上对航炮进行仿真分析。仿真结果表明：航炮缓冲装置结构参数的合理设计能够达到减小后坐冲击载荷的目 的,对航炮其他结构参数的优化设计有一定参考价值。     

两栖车辆实时控制水陆性能虚拟试验系统开发

两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种：一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,采用粒子流场与刚体碰撞耦合的理论,结合传统多体动力学计算方法,建立了实时控制的两栖车辆全工况的动力学仿真系统。在此基础上实现了对多项水陆性能的虚拟试验,并以某高速履带两栖车辆为实例进行了验证。两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种：一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,采用粒子流场与刚体碰撞耦合的理论,结合传统多体动力学计算方法,建立了实时控制的两栖车辆全工况的动力学仿真系统。在此基础上实现了对多项水陆性能的虚拟试验,并以某高速履带两栖车辆为实例进行了验证。验证结果表明：与试验数据对比,该仿真方法的计算误差小于15%,具有一定的准确度。     

舰炮振动分析的多体系统有限元传递矩阵法

为保证舰炮具有良好的动态性能和射击精度,就必须使其振动频率合理分布。建立了多体系统有限元传递矩阵法,从理论、计算、试验三方面研究了舰炮固有振动特性,进行了某舰炮振动特性计算和舰炮模态试验。计算结果与试验结果吻合良好。     

某火炮磁流变缓冲阻尼器的设计与分析

针对火炮冲击型磁流变(MR)阻尼器的特点,基于Herschel-Bulkley本构模型,建立了某火炮实验研究用磁流变后坐缓冲阻尼器的平行板一维层流模型。在ANSYS软件中建立了阻尼器流口的电磁有限元模型,求得了平行板流口间磁流变流体（MR流体）的磁通密度。将MR流体流动模型和流口有限元结果相结合,获得了不同MR流体行为指数和不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。建立了火炮和磁流变缓冲阻尼器后坐运动方程,计算了不同MR流体行为指数下,火炮与磁流变阻尼器的动力学特性,评价了MR流体行为指数对磁流变阻尼器性能的影响。数值计算结果表明,所设计的磁流变阻尼器满足设计要求。