车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真

为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明：提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。     

转管炮弹簧-金属橡胶缓冲器后坐特性研究

转管武器由于射速高、后坐特性复杂,所以减小后坐阻力、提高射击精度成为提高转管武器系统性能的重要研究课题。设计了一种采用新型材料金属橡胶作为主要阻尼材料,具有高效缓冲性能的环形弹簧作为主要弹性元件的转管炮缓冲器,建立了转管炮后坐运动微分方程,利用MATLAB对缓冲器金属橡胶在不同形状因子情况下对后坐的影响进行仿真分析,得到金属橡胶形状因子与其刚度系数成反比。仿真结果表明:加载金属橡胶的缓冲器能更好地减小转管炮后坐阻力,金属橡胶对于提高转管炮射击精度和稳定性具有一定意义。     

某转管炮药筒破裂故障原因分析

针对某转管炮射击时,发生意外停射、药筒破裂试验故障,初步判断故障是由炮弹迟发火引起。从火炮理论上、结构设计上及射击回路上进行分析,均表明满足设计要求,不会造成药筒破裂故障现象。针对炮弹的发射药受潮、药筒紧口力不足、底火电阻大、底火传火序列等问题进行了弹道炮试验,结果表明当电底火点火药内含有过多水分,会引起点火能量不足,从而造成炮弹迟发火故障。在某转管炮故障分析过程中,所采用的分析流程及验证方法对火炮武器系统故障的分析解决具有一定的借鉴作用。     

基于模态综合法的发射过程刚柔耦合动力学研究

基于模态综合法方法,利用ADAMS和ANSYS建立了导弹发射系统的刚柔耦合模型,通过对发射过程动力学仿真分析,获得了导弹的发射姿态和发射系统的动力学特性,分析结果通过试验进行了验证.     

防空火箭炮刚柔耦合发射动力学仿真

为了研究防空火箭炮射击过程中的振动特性,以多柔体动力学理论为基础,采用＂模态缩减法＂生成柔性车大梁,用可以求解刚体和柔性体之间非线性接触问题的＂节点法＂生成柔性定向管,建立某车载防空火箭炮刚柔耦合动力学模型.结合相关实验参数进行了数值仿真,并与多刚体模型仿真结果相比较.结果表明：与纯刚性模型相比,考虑定向管和车大梁柔性变形的动力学模型更贴近于火箭炮的实际射击情况;柔性变形影响火箭弹出管口的初始扰动,进而影响射击精度.该研究对于改善火箭的初始扰动具有参考价值.     

多管火箭炮刚柔耦合多体发射动力学仿真研究

以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,建立了刚柔耦合多体系统动力学方程;应用ADAMS、ANSYS软件,通过建立ADAMS模型,并在模型中引入柔性定向管,对某火箭炮系统进行了发射动力学仿真和分析,得到了全炮的受力及振动情况,为今后更精确的研究火箭炮的发射过程动力学特性提供了理论参考。     

基于单向耦合方法的潜射导弹发射动力学研究

分别建立潜射导弹发射流场和发射动力学模型。通过对发射流场模型分析获取导弹所受非定常流场载荷。将流场载荷数据传递至发射动力学模型中作为导弹结构所受外载荷,分析得到导弹的受载与离筒姿态信息。分析结果表明,导弹前端截面与后端截面间所受轴力变化趋势一致,但在幅值上差别较大;弹体所受弯矩载荷随着导弹出筒长度增加而增加并伴有明显偏转;导弹结构设计应以保证横向刚度和强度为主。结论可作为导弹强度设计评估依据。     

外能源转管自动机机电耦合动力学键合图建模及应用

射速及其稳定性是自动机重要性能指标.通过研究自动机连发射击时的机电特性,采用键合图理论,建立了外能源转管自动机机电耦合动力学键合图模型;在验证模型正确性的基础上,对某外能源转管自动机射速未能达到设计指标及射速不稳定现象进行了仿真分析,提出了减小减速箱传速比和增大电机功率的改进措施.射击试验表明,该模型能较好地指导外能源转管自动机的研究开发,具有较高的应用价值.     

火箭发射动力学仿真不同理论方法的对比研究

介绍了牛顿－欧拉法及第一类拉格朗日方程法在火箭武器系统发射动力学仿真方面的应用，并对两种方法的仿真结果进行了对比分析。     

车载导弹多柔体发射动力学仿真研究

发射装置中某些构件的柔性效应对导弹发射系统的动力学过程会产生重要影响。针对某车载两联装导弹发射系统．将弹墚系统以及与之接触的地面土体作为一个完整系统。并考虑燃气流冲击力造成的地面振动的影响,分别进行多刚体系统和刚柔耦合系统的发射动力学仿真,分析构件的柔性变形对发射筒的振动和导弹出简姿态变化的影响。结果表明,考虑地面振动的多柔体刚柔耦合动力学模型可以更好地模拟发射动力学过程。     

火炮发射动力学的可视化仿真

对火炮发射的整个过程进行了动力学仿真计算,结合虚拟现实技术,在虚拟场景中完成了火炮发射全过程的可视化.建立了30个自由度的火炮发射动力学模型,在不同工况下进行仿真计算,对全炮发射进行了稳定性计算.通过外弹道程序,获得弹丸出炮口后的运动诸元.建立了火炮发射的虚拟场景,实现了火炮发射的可视化.研究表明,该方法可以为现代火炮设计与优化提供一种新的途径.     

某车载转管机枪刚柔耦合发射动力学分析

为了研究某车载转管机枪的射击精度,了解武器系统工作的稳定性,基于多体动力学理论,结合车载转管机枪的结构特点,运用ADAMS软件建立了刚柔耦合的车载转管机枪发射动力学模型,利用该模型对车载转管机枪进行了动力学分析,得出其动力学特性,提出了提高机枪射击精度的改进方案,即改变托架结构及与座圈的连接方式,降低机枪射击时的火线高度.分析结果显示,改进方案系统的射击稳定性与动力学特性比原方案有所提高,为武器的研制提供了改进方向.     

典型大口径转管机枪热-固耦合效应研究

为研究交变动态热载荷对转管机枪可靠性的影响,建立了某大口径三管转管机枪身管的3种有限元模型。基于一定边界条件和射击规范,对温度和应力数值结果进行了比较。研究了身管温度场及在高频热流脉冲和动态膛压脉冲载荷作用下身管动态耦合应力场的分布规律。结果表明:对于转管机枪,身管温度场可以采用2D轴对称模型以减少数值计算量; 从传热的角度,对由于身管高速转动引起的强迫对流散热,薄身管壁有利于散热,提高寿命; 在发射过程中,热应力对身管强度和寿命的影响起主导作用。     

基于Matlab/Simulink 转管炮后坐缓冲运动的仿真

为直接模拟不同的加载和卸载刚度的环形弹簧,以某口径航空转管炮为研究对象,在MATLAB/Simulink软件环境下,建立不同刚度环形弹簧后坐缓冲运动仿真模型,并对比刚度不变的仿真结果。结果表明：环形弹簧卸载刚度的变化不会影响到最大后坐位移、最大后坐速度结果的仿真,但卸载刚度的变化使得最大前冲位移和最大前冲速度增大。     

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。     

某外能源转管机枪机心组动力学仿真分析

利用基于多刚体系统动力学的ADAMS仿真分析软件，建立受力和运动都与实际样机基本一致的仿真模型。将所建立的某外能源转管机枪三维实体模型转换为Parasolid格式并导入ADAMS软件。根据加工零件时所用材料设定模型中各实体的材质，并将模型中相对静止的零部件连接成为一个整体，形成新的实体，从而进一步简化模型，最后根据机枪实际传动和受力关系，在模型中添加约束和力，设置相关参数，建立用于仿真分析的动力学模型。经过对比可知：仿真结果与射击试验实测值十分接近，证明仿真分析结果是可信的。根据分析结果对机头限位方式进行了改进，解决了样机存在的开锁故障问题。     

基于ADAMS的冲锋枪动力学仿真分析

针对某型冲锋枪射击时的动态特性,分析相关零件运动的合理性。基于多刚体动力学理论,利用UG、ADAMS等软件建立冲锋枪的虚拟样机模型,对冲锋枪进行包括击发、推弹入膛、后坐、抽壳、抛壳等两连发射击过程的动力学仿真分析,得到关键零部件在整个运动过程中的位移和速度随时间变化曲线。将数值仿真结果与试验数据进行对比,结果表明：该模型是正确可行的,为进一步的样机校核及优化奠定了基础。     

高炮刚柔耦合动力学仿真及二次开发研究

介绍了高射炮弹炮刚柔耦合发射动力学仿真及基于ADAMS的二次开发技术.在全炮系统的动力学模型中,对身管进行了柔性化处理,并考虑了弹丸与柔性身管的相互作用,计算了火炮连续发射时的动力学响应,为全面分析影响射击精度的原因提供了一定的参考价值.同时,基于ADAMS定制了适用于交互式发射动力学仿真的菜单和对话框,为火炮产品的虚拟设计提供了技术基础和工具.     

转管武器总体技术的若干问题

对涉及转管武器总体技术的发射平台，驱动方式，供弹方式，击发方式及转管武器相关的射速、后坐力和寿命等问题作了分析，提出了一些看法。     

超级电容器储能技术在外能源转管炮中的应用研究

新一代高射速反导舰炮武器系统,射控系统要求储能电源提供成倍的瞬时大电流输出,而传统的蓄电池储能器件存在无法提供瞬时大电流、内阻大、寿命短等缺陷,无法满足新型舰炮射控系统对电源的更高要求。提出利用超级电容器充放电速度快、充放电寿命长、等效串联电阻(ESR)小、能够提供瞬时大电流等优点,设计研制了一种以超级电容器为核心部件的储能装置,并通过测试试验得出,该装置可满足新型舰炮对射控驱动电源的要求。