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%。     

火炮动力后坐试验台波形发生器优化设计研究

针对火炮动力后坐试验台波形发生器设计问题,基于ABAQUS建立火炮动力后坐试验台有限元模型;通过橡胶试验,选Arruda-Boyce模型作为波形发生器材料本构模型;以火炮模拟试验与实弹射击时后坐动态特性的平均相对误差为试验指标值,基于正交设计法建立初始样本数据,采用QPSO-LS-SVM算法对波形发生器进行优化设计。该研究将为我军火炮动力后坐试验台的设计研制提供理论参考。     

火炮动力后坐试验台建模及射击模拟准确度评估

针对火炮动力后坐试验台模拟实弹射击准确度问题,基于ADAMS/ATV软件,以某型自行火炮为对象,建立火炮动力后坐试验台虚拟样机模型;在此基础上获得炮口强冲击条件下火炮后坐位移、速度及加速度仿真曲线;分别求解曲线间距相对误差,结合界标分界法提出基于曲线形状相似度及数值相似度两指标的射击模拟准确度评估方法。通过计算获得试验台模拟准确度为0.8654。评估结果表明,该试验台能较准确模拟火炮实弹射击的后坐动态特性。     

基于虚拟样机技术的火炮炮闩冲击试验台理论设计

为解决炮闩实验数据获取困难的问题,提出将炮闩独立出来建立炮闩冲击试验台;为保证试验台首先能够实现开闩,对开闩关键参数——开闩力进行分析研究。基于设计原理,运用虚拟样机技术建立了试验台理论模型;依据炮闩自动开闩动力学数据,并结合受力分析和动力学理论,确定了不同开闩时刻所需的开闩力,并通过模型仿真试验进行了验证。结果表明:当将开闩力最大值和均值分别作用在曲柄上时,两种工况下皆可以实现开闩;当将力作用于开闩板时,在最大值工况下可以实现开闩,而在均值工况下,未能实现开闩。研究结果为试验台开闩参数选取提供理论参考。     

惯性炮尾式膨胀波火炮膨胀波速度和行程计算仿真

膨胀波火炮利用弹丸在膛内运行到一定位置时提前开闩的方法，实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐力的目的。基于膨胀波火炮后喷装置的工作特性，对两种不同打开方式进行了讨论，着重对惯性炮尾式膨胀波火炮进行了物理模型和经典内弹道模型建立，并进行数值仿真。最后根据经验公式估算的惯性炮尾开闩行程，利用反推法计算了惯性炮尾式膨胀波火炮膨胀波在身管内的传播速度和行程，进而获得了惯性炮尾最佳打开时机和开闩行程。     

弹带宽度对弹丸挤进过程的影响分析

弹丸挤进过程是火炮发射继点火传火之后的起始阶段,弹带结构对弹丸挤进过程有一定的影响。针对某大口径火炮,基于 Hypermesh和 Abaqus建立5种宽度弹带的挤进过程有限元模型,采用载荷幅值子程序的方法,联合求解内弹道方程组和非线性有限元过程,计算火药燃气压力作为载荷边界条件,进行数值模拟计算。研究结果表明,在相同装药条件下,弹带宽度对挤进终了速度影响较小。较宽弹带受到挤进阻力和摩擦力较大,对应的挤进压力较大,全弹带挤进耗时较长。综合考虑身管寿命、火炮保养和弹带制造成本,59 mm是5种工况中较为理想的弹带宽度。     

基于均匀设计与RBF网络的火炮优化目标函数构建方法研究

为解决虚拟样机优化运算量大、耗费时间较长等问题,达到脱离虚拟样机仿真环境、提高参数优化效率的目的,以炮口扰动最小化为优化目标,选取待优化结构参数,利用均匀试验设计方法和虚拟样机仿真结果建立输入输出样本库,用基于K-means聚类算法的广义RBF网络求解得到待优化结构参数与炮口扰动指标的非线性映射关系,并对相应指标进行加权处理,最终确定了炮口扰动优化目标函数,为有效利用优化算法对火炮结构参数进行优化提供了依据。     

基于虚拟高冲击样机的装备寿命预测研究

讨论了虚拟样机(virtual prototyping)的意义和必要性，简要介绍了ADAMS仿真系统。以承受高冲击激励的火炮为研究对象，分析了影响火炮工作性能的主要因素，总结了火炮正常工作的三个基本准则。运用Fortran语言编制了火炮故障仿真模块，在ADAMS环境下建立了火炮高冲击虚拟样机。结合层次分析法(AHP)确定了性能的影响权重，制定了基于虚拟高冲击样机的火炮工作性能评估方案，进而对火炮剩余寿命进行预测，仿真结果证明了评估和预测研究的有效性。最后，展望了虚拟样机的应用前景和下一步的研究重点。     

大方位失准角条件下的GPS/INS动基座初始对准

针对大失准角条件下初始对准难的问题,提出了一种新的大方位失准角下的GPS/INS组合导航初始对准方法。充分利用GPS提供的外部信息,以失准角的正余弦函数误差为状态变量,分析了GPS杆臂对初始对准的影响。并以上述工作为基础,提出了改进的滤波补偿算法。所提方法不仅可补偿大方位失准角,且可在方位角计算精度较低情况下直接进行导航解算,不需等待对准过程结束。在车载试验中,将该方法与传统小失准角前提下的对准方法进行了对比,并对对比结果作了分析。结果表明,在大失准角情况下,该方法可在100 s左右完成对准,失准角可收敛到1°内,导航位置误差可控制在2 m内。     

基于ADAMS的火炮性能评估方案及仿真研究

讨论了利用虚拟样机技术仿真的意义和重要性，概括了ADAMS建立虚拟样机的主要特点。结合Fortran语言编程，利用ADAMS建立了火炮虚拟样机。根据火炮工作的特点，概括了火炮正常工作的3个基本准则。在此基础上，制定了基于虚拟样机的火包工作性能评估方案，通过定义火炮性能评估函数，提出用对各子性能和加权求和的方法表征火炮综合性能。最后，对虚拟样机技术在武器研究领域的应用前景进行了展望。