某坦克行进间射击炮口振动优化与分析

炮口振动是影响坦克行进间射击精度的关键因素,为了减小弹丸出炮口时的炮口振动,基于多体动力学的刚柔耦合及接触碰撞算法,建立了考虑多个结构非线性因素的坦克行进间刚柔耦合多体系统动力学模型。结合优化设计理论和方法,建立了坦克行进间射击炮口振动优化模型。通过径向基函数法与增广拉格朗日乘子法的结合,对坦克行进间射击炮口振动进行多目标优化设计。优化结果表明,弹丸出炮口时的炮口振动明显降低,优化方法是可行的,对于提高坦克行进间射击精度有一定的参考价值。通过改变车速以及路面等级对优化结果进行假设分析,说明了行进间射击优化的必要性。     

自行高炮行进间射击炮口响应特性研究

为研究自行高炮行进间射击时的炮口响应特性,基于多体系统动力学、车辆地面力学、火炮发射动力学建立了自行高炮行进间发射动力学模型,运用谐波叠加法,对典型的自行高炮行驶路面进行重构。通过数值计算获得了不同行驶和射击工况下的炮口响应,分析了行驶速度、路面等级、射击载荷、射角等因素对自行高炮的炮口响应的影响。考虑了自行高炮结构非线性因素,运用有限元方法和接触碰撞理论,将柔性身管模型和滚珠座圈大规模接触碰撞模型应用于模型中。计算结果表明,随着行驶速度和路面等级的提高,炮口动态响应增大,行进间不同射击工况下,炮口响应情况有较大差异。研究结果为掌握自行高炮行进间射击炮口扰动规律提供了参考依据。     

基于ADAMS的顶置武器站发射动力学建模与仿真

在某型顶置武器站的发射过程中,其非线性因素会对射击精度产生不可忽略的影响。在建立整炮发射动力学模型时,考虑了主要部件材料非线性的影响,将身管、弹丸、支撑架、耳轴和托架处理成柔性体;考虑了发射过程中部件相对运动的接触非线性的影响,在身管与支撑架间、自动机与摇架间、耳轴轴承滚珠与内外导轨间、上下座圈与滚珠间添加接触副;对全炮进行了单发射击的动力学仿真,利用实测数据对模型准确度进行验证,最后以三连发炮口振动特性为算例进行仿真计算。该仿真为顶置武器站定型试验提供理论参考。     

舰炮振动的刚柔耦合动力学分析

为研究舰炮射击过程中的振动特性,基于柔性多体动力学理论,采用第二类拉格朗日方法,建立了舰炮刚柔耦合多体动力学模型,推导了封闭形式的动力学方程表达式,给出了各种主要外力的处理方法,结合相关实验参数进行了数值仿真.仿真结果表明,考虑身管柔性变形的动力学模型与纯刚性模型相比更贴近于舰炮实际的发射情况;身管柔性变形影响弹丸飞出炮口的初始扰动,进而影响舰炮射击精度.该研究对于改善舰炮振动性能和提高射击精度具有参考价值.     

基于RecurDyn和MATLAB的坦克底盘-火炮系统动力学联合仿真研究

为了对坦克底盘-火炮系统中火炮的振动特性进行准确描述,提出应用多软件联合仿真的方法,分别基于Recur Dyn和MATLAB建立坦克底盘多体动力学模型和炮控系统模型,二者相结合建立联合仿真系统模型;在稳定工况下,对坦克底盘-火炮系统高低向俯仰角振动特性进行仿真研究.结果表明:随路面不平度的增大和坦克行驶速度的提高,火炮高低向误差角变大,稳定性变差;所建联合仿真模型能够很好的模拟火炮的高低向俯仰角振动,联合仿真方法提高了模型的准确度和计算效率,为坦克在不同行驶条件下进行火炮射击提供了定位范围参考.     

自行火炮行进间射击的炮口振动建模与分析

为了掌握自行火炮行进间射击时的炮口振动规律,利用ADAMS/ATV建立了某自行火炮行进间发射的多体系统动力学模型,将炮膛合力、驻退机力和复进机力等发射载荷的FORTRAN程序生成动态链接库,再嵌入动力学模型。运用谐波叠加法建立路面谱模型,使用MATLAB软件编写路面文件,对C、F级两种典型路面谱进行了模拟。利用数值计算的方法研究自行火炮以不同速度,在不同等级道路上行驶并射击时的炮口振动特性,为进一步提高自行火炮行进间射击的综合效能提供理论依据。     

小口径自动炮连发射击精度仿真

针对某小口径自动炮连发射击时射弹散布大、射击精度明显下降的问题,联合三维建模软件Pro/E,动力学仿真软件ADAMS以及有限元分析软件ANSYS,考虑身管的柔性特性,建立了小口径自动炮的刚柔耦合动力学模型。通过仿真数据与实弹射击试验数据的对比,验证了模型的可信性。在此基础上,仿真分析了该炮连发射击时的炮口动态响应规律,探究了火炮射频、复进簧刚度及炮尾质量对连发射击时炮口动态响应的影响规律。研究成果为小口径自动炮连发射击炮口动态响应规律的认识以及连发射击精度的提高提供重要的参考依据。     

运动激励下身管动力学特性研究

身管振动是影响火炮射击精度的重要因素,针对弹丸膛内高速运动冲击下的身管振动问题,建立了移动弹丸作用下身管的横向振动模型,导出了无质偏弹丸激励下的动力学方程,并采用分离变量法求解了身管振动的动力学响应;对不同弹速激励下的身管振动响应进行了数值仿真,讨论了弹丸运动速度与炮口振动幅度的变化规律;研究结果表明:欲抑制火炮发射时的炮口振动,弹丸膛内的运动速度应尽量取得大些;建立的模型与采用的分析方法,亦可用于电磁轨道炮的动力学研究。     

坦克行进间垂向稳定器机电液系统的建模与仿真

为了准确描述坦克行进间的火炮稳定系统,采用多体动力学软件RecurDyn和液压系统仿真软件AMESim,建立了基于多体动力学与液压系统控制的联合仿真模型。基于多体动力学软件建立了坦克行进间多体动力学模型,利用液压系统仿真软件,对垂向稳定器进行液压控制系统建模,通过接口模块完成了坦克行进间稳定性模型的联合仿真,对比了单侧布置和对称布置垂向稳定器方案。仿真结果表明:该文建立的联合仿真模型能够准确地对坦克稳定系统进行仿真,且满足坦克稳定系统稳定精度的要求; 对称布置方案可以有效提高稳定效果,为提高坦克高机动条件下的稳定性研究提供了一定的参考。     

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。     

随机振动环境中射击的命中率问题

行进中的坦克,装甲车或航行中的舰、艇向目标射击时由于受路面或海浪的环境激励发生随机振动,导致炮弹或枪弹的出口速度发生随机变化。影响射击的命中率。本文假定:运动物体采用线性系统模型:垂直振动的速度远小于弹体的出口速度;文中讨论了射击偏差及若干提高射击命中率的分析方法。     

大口径线膛炮炮口振动位移测量方法

针对大口径线膛炮发射瞬间身管会发生扭转给炮口振动位移测量带来影响,提出了一种利用高速摄像技术测试大口径线膛炮炮口振动位移的方法。根据大口径火炮炮口振动特性,选择将平面镜架设于火炮前方,利用高速摄像机拍摄平面镜反射的带有标记的炮口运动图像,通过基于亚像素的数字图像处理技术实现炮口振动位移的高精度测量,该方法可将炮口振动位移从身管扭转位移中分离出,消除线膛炮身管扭转对测试结果造成的影响,提高炮口振动位移的测试精度。通过实弹射击,得到了平角射击条件下某155 mm火炮炮口的振动位移量,验证了该方法的有效性,为后续大口径线膛炮炮口振动位移测量提供了依据。     

烧蚀磨损对某大口径自行加榴炮动态响应的影响

为提高大口径自行加榴炮身管寿命和射击精度等总体关键性能指标,以反后坐装置全对称布置且混合膛线的某大口径自行加榴炮为例,研究了火炮身管烧蚀磨损对火炮动态响应的影响.在对内膛测径数据分析的基础上提出了烧蚀身管建模方法.建立了不同烧蚀状态身管有限元模型,在此基础上进行了数值仿真,得到了膛内时期火炮的动态响应,以及膛内时期弹丸...     

以非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验研究

为减少转管炮身管寿命试验的用弹量,研究用非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验的技术。建立炮口振动位移计算方程,利用高阶傅里叶级数拟合炮膛合力,获得炮膛合力的频域函数;利用模态实验获得了转管炮的模态参数,构建转管炮起落部分的频响函数;利用频响函数计算了转管炮在满管射击、非满管射击方式下的炮口振动位移。以满管射击、非满管射击方式下炮口振动位移的一致性为原则,确定身管寿命试验方案。通过试验验证了满管射击、满非管射击方式下的身管寿命试验结果具有一致性,从而获得用弹量较少的身管寿命试验方法,节省了试验的弹药消耗。     

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。     

枪管结构对固有频率的影响

为了研究枪管结构对枪管固有频率的影响,针对枪管尤其是狙击枪管设计中约束长度、枪管外形、膛口装置以及膛线等不同结构,建立了相应的三维模型。采用以六面体为主的网格对枪管进行了网格划分,采用有限元方法对枪管进行了模态分析。计算获得了不同结构枪管的固有频率; 通过比较,得到了不同枪管结构对固有频率的影响。分析结果表明:枪管尾部螺纹长度越长,枪口振动幅度越低; 相同质量枪管,锥形外形枪管刚度最好; 加装膛口装置对枪管刚度和振动特性有不利影响。     

缓冲器对某型遥控武器站炮口扰动的影响

为减小某型遥控武器站连续射击时的炮口扰动,提高其射击精度,建立了一种遥控武器站动力学模型,对其缓冲器进行研究。按照炮身运动环4个阶段建立了运动微分方程得到炮身运动诸元以及缓冲簧的受力情况,并通过三维建模软件SolidWorks以及动力学分析软件RecurDyn,在缓冲器不同刚度、阻尼和预压力等条件下,对遥控武器站进行了连续射击的动力学仿真。该研究获得了炮口振动特性曲线,掌握了缓冲器对武器站连续射击炮口扰动的影响规律。