计及齿轮-齿弧接触的火炮动力学分析

研究了摇架齿弧与高低机主齿轮之间的接触/碰撞对炮口扰动的影响问题.对ADAMS进行二次开发,编制了齿形离散点自动生成软件,建立了某火炮渐开线直齿轮/齿弧的精确三维模型;建立了某火炮发射时的多体系统动力学模型,考虑了摇架齿弧与高低机主齿轮之间的接触/碰撞,利用Hertz理论近似计算了齿轮啮合刚度.仿真结果表明,该接触/碰撞对炮口扰动存在影响,研究结果为高低机、摇架齿弧的设计提供了理论依据和参考.     

基于动力学仿真的车载火炮射击稳定性优化

为了提高车载火炮系统射击稳定性，基于动力学仿真和优化方法进行后坐稳定性和复进稳定性优化研究。采用多体系统动力学建模理论和方法建立全炮系统动力学模型，结合优化设计理论和方法，建立车载火炮射击稳定性优化模型。采用遗传算法，对火炮系统的射击稳定性进行结构参数和动力学参数的优化。优化结果表明，优化后车载火炮系统的射击稳定性得到很大提高，同时也验证了优化模型的正确性和优化算法的可靠性。     

国外火炮动力学发展综述

以美国陆军动力学会议、美国火炮与弹药年会和国际弹道会议资料为背景,论述了国外火炮动力学研究发展动态和发展特点,以及国外在火炮设计方法、建模与仿真、软件开发和实验研究方面取得的成就.火炮动力学在国外得到普遍重视,以美国开展得最活跃,成绩最显著,他们提出了许多火炮动力学分析、动态设计和动态计算的新理论、新方法.在美国已举办过的火炮动力学学术会议中,每次会议都有大量的论文发表,他们努力把新的火炮动力学研究成果尽快用于火炮研制以提高其关键性能.     

基于小波变换的火炮动力学分析

为了获得弹丸膛内运动的时频综合特性,利用小波变换的方法对弹炮耦合动力学响应进行时频分析研究.建立了弹丸和膛线碰撞的火炮多体系统动力学模型,通过动力学计算,得到了弹丸横向加速度随时间变化的曲线.由于小波变换在时域和频域上均具有良好的局部性,且无需对信号进行时域同步平均,采用连续小波变换对弹丸加速度响应进行了分析,生成了时频相平面图,可以直观地描述弹丸碰撞发生的时刻和能量,为深入分析弹丸的运动状态提供依据.     

基于LS-DYNA的火炮空投着陆过程仿真

基于LS-DYNA瞬态动力学分析软件,建立了某空降型大口径自行炮着陆过程有限元仿真模型,重点研究火炮着陆碰撞过程.采取了均匀网格划分、避免单点加载、调整模型的体积粘性等措施,有效控制了分析中可能出现的沙漏变形,并根据显式动态分析使用缩减积分单元时,沙漏能量不超过内能的10%检验准则对仿真结果进行了验证.同时模型采用对称罚函数接触算法和动力学方程的显式中心差分求解方法,初步获得了大口径自行炮系统着陆过程的动力学响应,为该武器系统后续的设计以及空投试验提供了依据.     

某火炮膛口流场数值仿真

用Osher格式求解三维、可压缩流动方程组,计算和分析了某火炮膛口气流现象.在建立差分算法时,将有限体积离散和黎曼解算器相结合,简化了计算工作.首先,以楔形风洞中马赫数为Ma∞=2.0的超音速流动问题开展数值实验,数值结果与理论值吻合很好;其次,计算了火炮膛口气流问题,取得包括炮车表面等位置的膛口全流场的流动参数分布,数值结果较详细地描述了此气流发展过程.     

基于ABAQUS的某火炮击发机构碰撞仿真分析

针对击发机构中击针存在的不足,从碰撞力学的角度对某火炮击发机构进行碰撞分析计算。对击锤与击针的碰撞及撞击力进行分析,利用有限元分析软件ABAQUS对某火炮击发机构建立有限元模型,进行有限元仿真计算,得到了击锤与击针的应力、速度、位移等参数。依据仿真结果分析可知,构件相撞时细长杆更容易发生疲劳断裂,应着重对击针的危险断面进行分析,提出改进措施。该研究对提高击针寿命有一定的意义。     

弹炮耦合问题在重力场下动力学数值仿真

建立了带摇架、身管膛线的弹炮耦合接触/碰撞有限元模型,考虑了在膛内时期弹丸弹带、定心部与膛壁的接触碰撞及膛线对弹丸扭转的影响;在此前提下,充分利用有限元显式和隐式算法各自的优势,通过混合计算来模拟重力静态平衡下的火炮发射过程;通过显式用户子程序的构建与子程序的数据传递来模拟弹丸膛内运动时期后坐体的后坐运动过程。对模型仿真计算结果表明,在整个模型自重平衡的状态下,弹丸膛内运动姿态扰动会受到身管自重作用与弹炮耦合作用的双重影响;因此,这种建模分析方法在研究与评估弹丸膛内时期运动姿态规律上更具备一定的实际意义。     

身管与衬瓦接触的动力学数值分析

基于多体系统动力学理论,利用多体系统动力学软件ADAMS建立了某型火炮发射时身管与衬瓦的多体动力学模型,在考虑身管与衬瓦间隙因素的情况下,对该火炮发射时身管与衬瓦接触的动力学问题进行了研究。建模时采用Hertzian模型模拟衬瓦和身管之间的接触碰撞,考虑了影响碰撞的刚度和阻尼因素。结合相关参数使用Fortran语言编程,建立了身管后坐运动的多刚体动力学模型。通过数值计算得到了火炮后坐时身管与衬瓦间的接触力,与经典方法获得的接触力进行了比较分析。     

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.     

火炮发射药床冲击破碎动力学仿真研究

为了研究发射装药引起膛炸的基本原理,确保火炮武器系统发射过程安全,实现末端毁伤效应,从理论分析计算的角度出发,基于离散单元法,建立了火炮发射药床冲击破碎动力学仿真模型,模拟了大口径火炮发射药床在燃气流冲击载荷下的破碎过程,并与有限元计算软件LS-DYNA的结果进行对比,结果表明,离散单元法和有限元法计算结果几乎一致,验证了该方法的准确性。该计算方法对发射装药发射安全性研究具有一定理论实用价值。     

某微后坐力转膛自动炮动力学分析

以某微后坐力转膛自动炮为研究对象,在分析其结构特点及工作原理的基础上,考虑喷管推力、机构之间的运动阻力及碰撞等因素,应用动力学仿真软件 RecurDyn建立了该自动炮的虚拟样机模型,并对其2个射击循环进行了动力学仿真,获得了自动炮后坐与复进过程中的机构运动特征数据,仿真计算结果与试验测试结果较为吻合,验证了所建虚拟样机的正确性和有效性,在此基础上,研究了转膛体转动惯量对滑板运动的影响规律,结果表明转膛体转动惯量的变化对滑板运动特性影响较小。仿真模型与结果可对该炮参数优化及结构改进提供理论参考依据。     

高速角接触球轴承保持架柔体动力学分析

在角接触球轴承动力学分析基础上,结合轴承保持架的柔体性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立高速角接触球轴承保持架柔体动力学方程.利用ADAMS系统开发了角接触球轴承刚柔多体动力学分析程序,对高速角接触球轴承保持架动态性能进行了分析;并采用Gupta的角接触球轴承动力学分析结果加以验证.分析结果表明...     

基于MARC的某火炮身管内表面裂纹三维J积分有限元模型

火炮发射一定数量炮弹后,身管容易出现裂纹,从而影响射击安全性。通过分析火炮射击过程中身管的受力情况,并利用MARC有限元软件的虚裂纹技术,探讨了某火炮身管内表面裂纹三维J积分有限元模型的建立方法。通过数值计算,得出了身管内表面裂纹J积分值随裂纹长度及深度的变化规律。根据某火炮身管裂纹扩展的临界J积分值,求出了其在最大膛压作用下临界裂纹尺寸,这对火炮身管的安全性评估及预测具有较大的工程应用价值。     

某自行高炮动力学分析

结合某自行高炮的工程实践，对自行高炮的射击过程进行了动力学分析与研究。把自动机与全炮动态耦合为一体，尝试建立了新的力学模型；同时考虑身管弹性变形，建立了火炮发射时的多刚体动力学模型。运用Kane-Huston方法推导了高炮射击时的运动微分方程组，对高炮模型进行了动力学仿真计算与分析，获得了全炮的动态响应。     

某型舰炮增加射程可行性分析

火炮射程是舰炮武器系统的重要战术性能指标,提高火炮射程可以有效提高舰炮的作战性能。在对某舰炮武器系统结构不做大的改动条件下,通过对比、分析与计算提出了通过提高弹丸初速来增加火炮射程的技术途径。分析了提高弹丸初速对火炮结构的影响,并提出了相应的解决方案。通过分析弹丸初速提高后对炮口动能和反后坐装置的影响,对弹丸初速提高后火炮结构的适应性进行了分析。分析结果可为该型舰炮的改造和设计研究提供参考。     

闭锁间隙对回转闭锁接触应力影响数值仿真分析

建立了自动机机头和节套在闭锁阶段的有限元模型,并在模型中引入了实际可能存在的接触和闭锁间隙,通过非线性瞬态有限元软件进行数值计算,获取了机头和节套闭锁面在不同闭锁间隙碰撞下的Von-Mises等效应力云图,分析了闭锁间隙对闭锁面接触应力的影响,并引入接触面压强波动系数和波幅反映了接触应力值波动随闭锁间隙变化的规律,仿真结果可为闭锁机构的强度设计和工作特性分析提供一定依据。     

双列角接触球轴承动刚度特性分析

为研究双列角接触球轴承动刚度特性,在双列角接触球轴承动力学分析基础上,建立双列角接触球轴承动刚度仿真分析模型。采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的算法对双列角接触球轴承动刚度模型进行求解,分析轴承结构参数和工况参数对轴承动刚度的影响。分析结果表明：沟曲率半径系数对轴承动刚度影响较小,随着内、外沟曲率半径系数的增加,径向刚度略有增大,轴向刚度和角刚度相对减小;增加钢球数有利于提高轴承动刚度;轴向预紧量较大时轴承动刚度较高,但过大的轴向预紧会使轴承寿命降低,应合理确定轴向预紧量;随转速的增大,轴承动刚度先减小后增大,且转速较低时可近似以接触刚度代替轴承动刚度,转速较高时应综合接触刚度和油膜刚度求得轴承动刚度;外载荷对轴承动刚度有较大影响,加大径向载荷和轴向载荷有利于提高轴承动刚度,随着力矩载荷的增大,轴承动刚度变化较为复杂,但整体上,呈现先减小后增大的趋势。     

某自行反坦克炮瞄准手仿真训练的建模

某自行反坦克炮瞄准手的基础训练仿真训练模型,以MFC构建基本框架,并利用VC编程模拟实现.其步骤包括:在VC中利用MFC AppWizard(exe)新建一个单文档项目,初始化要进行的科目,启动时钟循环,记录瞄准手控制移动的路径,最后移动路径偏差量的判别和完成路径的检查.