基于ADAMS的多管火箭炮动力学仿真分析

基于虚拟样机技术，研究多管火箭炮武器系统加装缓冲装置发射时期的动力学特性。根据火箭炮系统的几何模型简化出适合动力学仿真的物理模型，在ADAMS软件平台下建立系统仿真样机，编制仿真发射程序，对比有无缓冲装置条件下火箭炮系统的俯仰轴和方位轴所受冲击扰动力矩和底座的受力的情况，为多管火箭炮系统的设计和试验提供参考数据，有效缩短火箭炮系统开发周期，节省研制经费。     

基于弹炮刚柔耦合接触/碰撞的炮口振动研究

为了研究弹丸和身管膛线接触/碰撞对炮口扰动的影响,建立了身管膛线的三维实体模型,并在ADAMS中建立了基于接触/碰撞的弹炮刚柔耦合数值仿真模型,对该模型进行了数值仿真求解,仿真结果反映了炮口的振动特性;根据数值仿真结果分析了弹炮接触/碰撞对炮口振动的影响。仿真结果表明弹炮接触/碰撞对炮口振动的竖直方向的速度和位移、横向的速度和位移均有一定影响,从而影响火炮射击精度。     

基于有限元法的方向机传动齿轮接触应力数值仿真

针对方向机传动齿轮接触应力问题,构建一种基于ABAQUS软件的方向机传动机构的模型。以某自行高炮方向机为例分析其有限元模型,通过施加边界约束和载荷,得到方向机传动齿轮接触应力及变形,采用有限元法对传动齿轮的变形和接触应力进行了数值仿真,并与赫兹理论估算的传动齿轮接触应力进行比较。仿真结果证明:该方法有效,有限元方法与赫兹接触理论的计算结果基本一致,2种方法计算结果相差分别为5.19%和1.64%。     

考虑土体和方向角的某火炮0°射角动态特性分析

为了研究土壤材料和方向角对轻型榴弹炮发射动态特性的影响,通过将榴弹炮放置在两种不同材料的土壤上进行有限元建模,在不同方向角下进行全炮瞬态动力学分析,得到了全炮的后坐运动特性、炮口振动特性和前座盘跳高,仿真结果为方向角和土壤材料对于牵引榴弹炮的动态特性的影响提供了重要的参考。     

拨弹轮转速匹配对射速的影响分析

为提高某高炮自动机的射速,在其供弹机构上增加了辅助拨弹机构。但在工程实践中,实际射速并没有达到预期值。为了分析实际射速偏低的原因,对某高炮射击过程中弹带受力进行了理论分析计算,对拨弹轮及辅助拨弹轮转角位移进行了试验测试。在此基础上,通过对测试数据的分析,给出了拨弹轮与辅助拨弹轮实际射击过程中弹轴中心线处的线速度、角速度及角加速度等变化规律,获得了射速随弹轴中心线速度差值的变化趋势,找出了导致射速偏低的影响因素,为提高该火炮射速提供了理论及改进依据,并采取措施使得某高炮自动机实际射速达到了技术要求。     

多管火箭炮缓冲装置的设计及优势探讨

打破传统火箭炮设计中不设置缓冲装置的惯例，采用弹性方式连接发射箱体与发射架，设计了碟形弹簧缓冲装置，探讨了中小口径火箭炮上采用缓冲装置的一些优势与可行性。     

基于动网格的某驻退机三维流场数值模拟与分析

在后坐运动过程中,火炮驻退机液体的流动状态非常复杂,精确地计算液压阻力非常困难。根据驻退机结构建立了三维非定常流动模型,求解三维瞬时Navier-Stokes方程。在实际建模时,以驻退机的内表面为流场的固壁边界,采用动网格技术模拟驻退杆和活塞的运动。通过流体动力学软件对驻退机内部三维流场进行了数值模拟,较为精确地计算出流场分布及后坐液压阻力。该三维非定常流场数值模拟方法可以较精确计算驻退机液压阻力,并为驻退机设计和优化提供参考。     

基于NURBS曲面表示的齿轮齿面光顺

在依据齿面三维离散测量数据所构建的弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮齿面NURBS模型的基础上，进一步采用能量法建立了弧齿锥齿轮齿面模型光顺的目标函数，并使用外点惩罚函数法对齿面进行了光顺处理。通过光顺齿轮可以消除部分测量误差的影响，使后续的齿面接触分析过程更加流畅：所给出的计算实例证明了该方法的可行性和有效性。     

计及减振器非线性阻尼的自行火炮车体振动试验及数值模拟

为了研究减振器的非线性阻尼特性对轮式自行火炮连发射击过程中车体振动的影响,基于流体力学和液压基本理论,通过建立减振器的非线性阻尼求解模型,得到减振器阻尼及刚度系数表达式。针对某轮式自行火炮的具体结构特点,推导由减振器引起的悬挂等效阻尼系数和等效刚度系数表达式。同时,对轮式自行火炮连发射击时车体振动进行试验测试。在理论研究和试验研究基础上,对减振器阻尼及刚度系数采用线性和非线性表达式两种状态进行了数值建模模拟。结果表明,考虑非线性阻尼及刚度系数仿真结果与试验结果吻合较好,而采用线性阻尼及刚度系数仿真结果与试验结果存在较大的误差。研究结果表明减振器非线性阻尼及刚度系数对轮式自行火炮车体振动具有较大影响。所述方法可以推广到其他火炮车体振动仿真研究中。     

多工况下某火炮摇架拓扑优化设计

为提高某火炮摇架的结构性能,满足结构的轻量化设计要求,减少研发周期和降低研发成本,对该摇架的结构进行拓扑优化设计。通过选取某火炮摇架承载最恶劣的2个工况,根据摇架的受力情况,基于Hypermesh-OptiStruct软件平台建立其有限元模型,采用变密度方法的拓扑优化技术,对摇架的拓扑优化获得去除低密度材料区域后的几何模型,并对2个工况下得到的几何模型进行布尔和操作以获得最终的优化结果。分析结果表明：经过拓扑优化后,模型质量减轻,刚强度与优化前相比有所提升,能够满足火炮总体的动/静态响应特性要求。