炮口振动位移高速数字摄像法测试技术研究

为了验证高速数字摄像法在炮口振动位移测试中的应用效果,以完善炮口振动位移测试方法,开展了炮口振动位移高速数字摄像法测试技术的研究.本文用电涡流位移传感器和高速数字摄像系统同时测试射击时的炮口振动位移,将二者结果进行对比,以此评价高速数字摄像法的应用效果.在炮口布置测试运动标识,高速数字摄像系统布置在火炮侧面,图像测试结果记录在计算机磁盘上,采用高速运动分析软件处理炮口振动位移曲线.结果表明,炮口振动位移高速数字摄像测试法测试结果与电涡流位移传感器测试结果曲线形状和数值基本一致,二者相对误差小于1%,故高速数字摄像测试法能满足火炮测试精度要求.     

炮口振动与立靶散布特性试验研究

针对某高炮武器立靶散布中心明显发生侧偏现象,采用问题再现、原因分析、措施提出和效果验证等过程的试验研究方法,通过射击试验,测试炮箱浮动位移确定弹丸出炮口时间,用位移传感器得到炮口振动位移响应曲线,采用图像式立靶密集度测试系统得到立靶散布坐标,对炮口振动位移曲线进行频谱分析得到炮口振动固有频率,研究炮口位移响应影响立靶散布的规律。结果表明,由于火炮结构固有特性与射频不匹配,引起炮口共振,使得弹丸出炮口时刻出现在炮口振动位移最大位置,形成立靶散布中心侧偏现象。通过加强结构刚度,消除了炮口共振现象,立靶散布中心侧偏现象基本消失。     

喷管气动力抑制转管武器射击振动的方法研究

为了减小转管机枪射击过程中后坐力引起的架座振动以提升武器的射击密集度,提出了一种利用部分膛内火药气体经过喷管外流反推实现抑制射击振动的稳定方案。结合考虑热散失的内弹道方程以及超音速气体流动方程,建立了转管机枪力偶作用式气体稳定装置的气体动力学模型。对安装有力偶式气体稳定装置的三脚架支承转管机枪系统进行了刚柔耦合发射动力学建模和仿真,研究了该装置对抑制转管机枪连发振动和提升射击精度的实际效果,为转管武器连发振动控制提供了新思路。     

连续射击过程中加速运动弹丸激励下身管横向振动特性研究

为研究火炮连续射击过程中炮口振动特性,建立了弹丸膛内加速运动作用下身管横向振动方程;采用小参数法,导出了单发弹丸激励下身管振动方程的近似解;通过迭代求解得到了连续射击过程中身管振动方程的近似解。针对弹丸有、无质偏两种情形,结合试验测得的弹丸加速度,研究了身管阻尼系数、发射间隔对炮口振动特性的影响。研究表明:身管阻尼系数影响炮口弹丸冲击响应的衰减速度;无间隔连续射击下炮口的振动幅度单调增长,射击精度呈下降趋势;针对特定口径身管,当发射间隔大于一定值后,连续射击下炮口振动与单发射击相同。研究结果可为确定火炮射击速度与提高火炮射击精度提供理论指导。     

计及身管柔性补偿的高速机动坦克炮口振动仿真与控制研究EI北大核心CSCD

炮口振动是影响坦克行进间射击精度的关键因素,为了减小身管柔性等火炮结构非线性因素对炮口振动的影响,提出了将炮口中心角位移作为稳定器误差补偿信号的炮口振动控制方法,研究构建了考虑身管柔性的炮口误差信号补偿模型。同时,基于自适应鲁棒控制方法,建立了考虑垂向稳定器的坦克行进间机电液耦合动力学模型,计算并分析了所提炮口振动控制方法对坦克行进间炮口振动的控制效果,研究结果表明,身管柔性等火炮结构非线性因素导致坦克行进间炮口中心角位移与摇架处差异较大,而所提炮口振动控制方法可有效控制这些因素影响下的炮口振动,大幅提高坦克垂向稳定器的综合稳定效果。     

基于高亚像素精度的图像处理测量坦克炮炮口振动位移

本文介绍了某次炮口振动测试与验证,在测试中以某坦克炮为测试对象,利用高速摄像对零度角射击姿态下的坦克炮炮口进行拍摄,对所拍摄图像进行了亚像素级别的图像处理,最终给出弹丸出炮口时的振动位移.该测试在靶场射击条件下,将炮口振动位移的测试精度提高到0.1mm量级.为了验证高速摄像的亚像素分辨精度,搭建了一套测试验证系统,该系统利用微型振动台产生微小振动位移,由固定在振动台台面上的一只加速度计通过数据积分得到相应的振幅,以此来实测亚像素分辨精度.本文在业内首次验证了高量级亚像素分辨率的图像分析在大口径火炮测试中的可行性,显示出其在大口径火炮炮口振动测试中的优势与潜力.     

高频发射武器内弹道的数值模拟

为研究超高射频武器的内弹道发射过程,建立了弹丸膛内运动数学模型和内弹道基本方程,采用Matlab软件对40mm口径金属风暴武器弹药内弹道进行数值模拟,分析了弹丸超高射频时不同发射频率的膛内运动规律,获得了不同发射频率时弹丸的膛内运动速度和膛压变化规律.研究结果表明:非耦合发射时,各发弹丸的行程不一致导致弹丸最大膛压和出炮口速度不同;耦合发射时,主要是各发弹丸的弹前阻力不同而导致弹丸最大膛压和出炮口速度变化较大.     

引信发射环境多参数动态实测与分析

为了准确测量引信在膛内及飞行过程的动态参数，本文设计了一种可置于引信内部的微型弹载电子测试仪，成功地获取了引信发射及飞行过程的三轴加速度、膛压以及转速等多种参数。根据实测信号特征可以将引信发射过程分为四个阶段：弹丸启动阶段、高膛压加速阶段、出膛前过渡段和出炮口段，其中高膛压加速阶段和出炮口段的加速度值比较大，但是前者加速度值特征是振荡频率高幅值小，后者加速度峰值更高，而且振荡周期长，幅值大。本测试仪获取的相关数据准确可靠，是引信设计、研制、故障分析和性能评价急需的重要依据。     

火炮振动加速度信号积分研究探讨

本文针对火炮炮口振动加速度测量中积分速度和位移中所出现的问题,进行了探讨,分析了原因,提出了应研究的内容和控制的办法。     

一种炮口扰动三维参数的光学测量方法

针对大口径火炮炮口扰动三维参数的测量问题,提出一种基于光学图像三角测量原理的炮口扰动测量方法。首先简述光学图像测量原理,而后研究基于标定板的相机标定方法,以及基于标志点区域模板的亚像素定位方法,实现相机内外参数的优化,以及标志点自动检测与定位,最后建立立体交会模型,利用最小二乘法求解出空间点三维坐标。此外,分析影响测量精度因素,为光学三角测量提供参考。实验结果表明:该方法能够准确获取炮口扰动规律,空间定位精度及位移测量精度优于0.5 mm,满足炮口扰动工程测试需求并为武器系统设计验证提供数据支撑。     

基于动态图像的自动武器射频估计方法

提出采用高速录像,利用武器射击过程中火焰出现的频率与射击频率一致的特点,引入自适应时频分析方法估计自动武器的射频,同时建模分析了多联武器齐射的枪口火焰序列图像信号的射频特性,该方法是一种非接触射频检测方法,可以初步实现非平稳武器射频的非接触适时检测分析.通过对转管机枪的射频检测试验表明该方法是可行的.     

高转速下高聚物黏性炸药(PBX)材料径向位移实时测试方法

针对高转速下PBX径向大变形测试的问题,设计了专用测量装置,采用同一电涡流传感器对圆环状PBX模拟材料0~12000r/min转速范围的对应转速及径向位移进行了测试,得到该材料径向位移与转速的关系,并针对试样环实验数据进行了分析。结果表明,随着转速的增加,该材料的径向位移成线性增长,最大值超过0.9mm。     

变面积电涡流传感器带冠叶片振动测量

为实现对各种带冠叶片的振动的非接触式测量,提出一种基于变面积型电涡流传感器的带冠叶片振动测量技术.当转子叶片进行高速旋转时,叶片扫过电涡流传感器,会使感应面积发生变化,后接高速数据采集分析处理系统,将面积变化信号进行处理,从而获得带冠叶片振动参数.在某型汽轮机末级带冠叶片上进行振动试验,试验结果表明变面积型电涡流传感器...     

无转速同步叶尖定时预处理方法及误差分析

提出了一种无转速同步叶尖定时信号预处理方法,通过同一叶片到达不同叶尖定时传感器的振动位移差进行振动参数辨识和转速测量。误差分析表明,该方法可以降低转速测量误差以及转速误差对振动位移测量的影响。分析了振动位移差的测量误差,并与采用转速同步的方法进行了比较。实验结果表明,该方法能够有效地实现叶尖定时测量并具有良好的测量精度。     

基于电涡流的新型靶式流量计

分析了利用电涡流效应测量靶受力后的位移进行流量检测的原理,并设计了相应的靶结构,构建了具有温度压力补偿的测量系统,最后根据流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.试验结果表明,该靶式流量计线性好,灵敏度高,且测量精度优于1%.     

某转管机枪机心部件动力学特性分析与改进研究

以某型转管机枪为研究对象,为了分析解决该型机枪在样机试验中出现的机心头断裂、机心卡死以及闭锁开锁时接触面强度不足等故障现象,首先对机心部件开闭锁过程进行了受力分析;其次利用多体动力学分析软件建立了机枪系统的动力学模型,重点对机心运动过程进行了动力学计算;然后利用有限元分析软件建立了机心部件运动过程中的动态应力与位移分析模型,在满足机枪射频要求的前提下,得出开闭锁过程中接触面关键位置的应力与位移的变化曲线;最后综合研究分析得到的动力学响应特性和应力、位移云图,分析找出引发故障的根本原因,对机心头进行了结构改进,有效提高了机枪的射击可靠性,为机心部件的优化改进提供了理论依据与试验指导。     

弧形三脚架减振效果及射击精度改善研究

为研究一种新型弧形三脚架结构对机枪振动抑制以及射击精度改善情况,基于ADAMS以及相关实验数据建立了准确的机枪系统刚柔耦合动力学模型。在其余条件一致的情况下,对比了不同枪架在射击过程中的膛口动力学响应。根据外弹道理论,以及弹头出膛口扰动,对射击100m距离弹头散布进行了计算。结果表明：膛口的振动主要体现在高低方向上(y轴),在该方向上膛口位移、速度、射角峰值平均值分别降低了27.8%、25.8%、31.1%左右。弧形三脚架对应的弹头散布圆半径R100,R50分别改善了33.6%、23.2%。弧形三脚架结构可有效改善机枪系统射击精度。     

利用气体炮技术测定隔振器冲击特性

提出了一种测量隔振器冲击特性的方法。通过气体炮发射的炮弹撞击砧块,使之获得一定的初速度,再 利用砧块的惯性对隔振器施加冲击载荷。使用激光位移传感器和测力钢块分别测量力和位移。从而解决了施加可控冲 击载荷和冲击条件下数据测量的问题。     

新型竖向电涡流-磁力混合阻尼装置试验研究

针对大跨轻质结构的减振需要,研制了一种新型竖向电涡流-磁力混合阻尼器样机.介绍混合阻尼器的减振原理及振动方程;接着介绍了3种不同的磁路设计和制作过程;随后对样机进行试验,测量其动力参数和减振性能.结果 表明:在铜板后方和底板上方安装磁铁均能改变阻尼器的附加刚度;特定磁路设计减少电涡流阻尼系数,增大等效磁力阻尼系数和负刚...