火炮高低机缓冲制动过程振动分析与仿真研究

为研究火炮高低机缓冲制动过程的作用规律,分析了缓冲制动装置结构和作用机理,建立了蜗杆轴向振动微分方程.在此基础上,建立了缓冲制动装置的虚拟样机模型.考虑冲击外力、传动间隙、碟形弹簧刚度、阻尼及预压力等因素,仿真得出蜗杆和摩擦片的振动响应曲线,与部件实际运动规律相吻合.重点考虑传动间隙对缓冲制动装置的影响,仿真结果表明,制动盘和摩擦片的间隙只有控制在一定范围内,缓冲制动装置才能充分发挥其效能.     

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。     

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。     

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。     

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。     

装备故障仿真及评估方法

阐述了虚拟样机仿真的重要性,介绍了机械系统动力学仿真软件ADAMS,讨论了利用ADAMS建立虚拟样机的特点。首次将ADAMS的应用引入到武器装备工程应用领域,对火炮反后坐装置典型故障模式进行分析,在ADAMS环境下建立了火炮虚拟样机,运用Fortran语言结合火炮故障模式编制了故障仿真外挂程序,并对故障参数影响火炮工作性能的规律进行了研究。最后,提出了故障评判函数的概念及基于虚拟样机的故障评估方案,为火炮质量评估提供了新的途径。     

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。     

基于虚拟样机的自行火炮故障预测系统探讨

根据装备故障预测任务的需求,将虚拟样机用于某型号自行火炮故障预测系统中,利用机械系统动力学分析软件(Automatic Dynamic Analysis Mechanical System．简称ADAMS)建立自行火炮的动力学仿真模型,进行故障预测的定量推理。同时结合专家经验和实验数据建立故障知识库,提出了一种基于虚拟样机和知识处理的故障仿真预测方法,将定量与定性评判有效地结合在一起。这样建立的仿故障预测模型不仅具备较强的数值计算能力,还能有效地表达专家的经验知识,利用已有的实验数据．对自行火炮在未来时间段内的故障发生情况做出比较准确的预测。     

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。     

火炮预知维修专家系统中的预测推理机制

火炮故障预测技术以当前火炮使用状态为起点,对火炮在未来任务段内可能出现故障进行预测.系统分为数据采集/处理、故障预测及性能评估、维修决测四个层次.该过程涉及:预测模型的建立、预测知识的表示、基于"框架 规则"的反向推理三部分.