机枪动态特性优化设计研究

随着机枪质量的大幅度降低,机枪的动态特性是否合理成为影响武器射击精度的主要因素。通过分析某型机枪载荷谱,以机枪质量最小为目标函数,机枪低阶固有频率和枪架架杆结构尺寸为约束条件,建立了机枪结构动力优化的数学模型,利用一阶优化方法,对枪架结构参数进行了优化设计。动态仿真结果表明,优化后的机枪动态特性得到有效改善,降低了射击时枪口点的响应,有利于提高机枪的射击精度。该方法避免了机枪动力学修改的盲目性,对于现代机枪设计具有一定参考价值。     

基于动态稳定原理的机枪结构优化

提高机枪的射击精度是机枪结构优化的最终目标。分析了影响机枪散布精度的主要因素,基于动态稳定性的观点,建立了机枪结构优化模型,并对散布精度对设计变量的灵敏度进行了分析。—通过对某型机枪优化设计,结果表明：该方法正确可行,对于自动武器的结构修改有一定的指导意义。     

枪械系统作战效能综合评估方法的研究

针对陆军小分队实际作战的特点，采用美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的WSEIAC模型，应用随机过程理论的柯尔莫哥洛夫前进方程，并结合层次分析法和模糊综合评定法，建立了枪械综合作战效能分析模型，给出了枪械作战效能综合评估方法。以步兵小分队一次战斗全过程为实例进行了验算，对比分析了不同枪械系统在作战过程中不同阶段的可用度、作战能力和作战效能。研究结果表明,该方法具有较强的灵活性、可行性和实用性。     

水下枪械膛口速度的统计试验及其结果分析

为研究水下枪械弹丸出枪口的运动速度变化规律,提出了一种膛口速度测试的新方法:在距枪口3 m内,采用一对标准线圈靶,在多个位置点对弹丸进行多次重复测量,并以各位置点的平均速度进行拟合,再反推到枪口,得到枪口速度及弹丸在距枪口3 m内的速度变化规律.该方法避免了常规多个线圈靶同时测量时由于各线圈靶的动态特性不一致而造成的测...     

基于多分形特征的枪械自动机裂纹故障诊断

为更好地利用振动信号对枪械自动机的裂纹故障进行诊断,提出基于振动信号多分形特征的故障诊断方法。该方法利用Wavelet Leader 来估计振动信号的多分形谱,通过6个特征量描述多分形谱的形态特征以实现多分形谱的降维,并使用基于Mahalanobis距离的分类器对不同的裂纹故障进行分类。应用该方法对某12.7 mm高射机枪自动机闭锁机构的裂纹故障进行了诊断,诊断正确率达到了82.5%,验证了将振动信号的多分形特征用于自动机裂纹故障诊断的可行性。     

轻量化机枪的动态稳定性分析

轻量化机枪的动态稳定性分析,首先建立其理论分析模型.并针对某型机枪,采用空间梁单元模型,运用频率灵敏度分析方法.以单元宽、高度等状态变量为约束,枪架重量最小为目标函数.通过对其结构参数优化,使其射击频率与结构固有振动频率匹配更加合理,实现其射击的动态稳定性.     

乘波体MDO子学科动态代理建模方法

多学科设计优化中应用代理模型可以较好地解决系统分析精度和效率的矛盾,动态代理技术可以根据需要在优化的过程中不断提高代理模型精度.利用三种动态代理方法——最小响应面、最大期望提高和多点加点准则,分别对一维、二维函数和一个高维的协同优化问题中外形/气动学科构造了动态Kriging代理模型,对比了三种加点准则的动态代理效果,并分析了其特点和应用条件.结果表明,最小响应面加点准则是最适合于协同优化中学科优化的动态代理方法.     

基于武器射击效率的枪械系统作战效能评估方法

根据陆军小分队实际作战的特点,采用武器射击效率评定指标,针对一对一、一对多和多对一的3种实战情况,并充分考虑敌对人员目标的7种不同状态（人头、人胸、半身、正面跑步、侧面跑步、全身以及机枪+人目标）,分别建立了枪械命中概率模型和命中条件下的毁伤概率模型,给出了基于射击效率的枪械动态作战效能评估方法。并选用3种不同的枪械,进行了实战模拟验算,对比分析了不同枪械在作战过程中的命中概率和命中条件下的毁伤概率。     

基于多学科优化的导弹总体参数设计

为提高超高速反坦克导弹的总体设计性能,文中研究了多学科设计优化(MDO)技术在总体参数分析、优化中的应用方法,建立了MDO模型与集成仿真平台,并完成了总体参数初步优化.计算结果表明,在总体设计中应用MDO技术可有效提高导弹性能.     

基于遗传算法的火炮总体参数动力学优化

为提高火炮射击精度,寻找最佳的总体参数,本文利用小生境遗传算法,实现了与ADAMS软件联合进行火炮总体参数动力学优化设计。结合某火炮,对上述方法进行了计算,计算结果表明：优化后的炮口扰动值比优化前明显降低;小生境遗传算法一次可以搜索出多个有效方案,给火炮总体布置带来更大灵活性。     

多体系动力学Riccati离散时间传递矩阵法

多体系统离散时间传递矩阵法是近年发展的多体系统动力学方法，因无须建立系统动力学方程、相关矩阵阶次低、计算速度快、建模程式化程度高等特点而倍受重视。为提高多体系统离散时间传递矩阵法的计算稳定性，本文将其与Riccati变换相结合，形成多体系统Riccati离散时间传递矩阵法，使空间传递两点边值问题化为初值问题、矩阵阶次降低。在Riccati变换时，选择了不同于振动力学Riccati传递矩阵法的合适中间变量，不扩大存储量的前提下进一步减小了计算时间。与多体系统离散时间传递矩阵法相比，提出的方法改善空间传递数值稳定性的同时不仅节省了计算时间，也提高了时间迭代计算稳定性。数值算例证明该方法对自由度十万的大系统有敖、稳定性好，具有一定工程应用价值。     

不同优化算法在轮式自行火炮动力学优化中的应用

以某轮式自行火炮为例,以减少炮口初始扰动、提高射击精度为目标,建立了基于轮式自行火炮发射动力学仿真的优化设计模型。采用加权组合法将炮口角位移与角速度统一为单目标,分别应用序列二次规划法、粒子群算法、模拟退火算法及多岛遗传算法对其进行优化设计求解。比较结果发现,模拟退火算法及多岛遗传算法能够适应轮式自行火炮系统优化问题的求解需求;粒子群算法尽管收敛速度较快,但优化结果不如模拟退火算法及多岛遗传算法;序列二次规划法由于容易陷入局部最优,不能适应轮式自行火炮系统优化问题的求解需求。     

驻锄缓冲式枪架设计

枪架是保证武器具有良好射击稳定性的基础。本文对机枪稳定性进行了系统分析,设计了一种缓冲式驻锄。通过仿真计算,结果表明：该驻锄可以有效地降低射击时枪口点在y,z方向上的振动,有利于提高机枪射击精度。对于解决降低现代机枪质量与提高射击精度之间的矛盾具有一定的参考价值。     

基于UG／WAVE的大口径舰炮结构自顶向下设计方法

针对大口径舰炮结构特点,将自顶向下设计方法应用于大口径舰炮的结构设计中。按大口径舰炮弹药装填路径和扬供弹方式的不同,对大口径舰炮进行了类别划分。以复合装填大口径舰炮为设计实例,进行大口径舰炮结构自顶向下设计研究。建立了某复合装填大口径舰炮的顶层骨架模型和参数化实体模型。该设计方法能够有效实现大口径舰炮定量化、参数化设计,对提高火炮工程设计效率有一定的参考价值。     

基于浮动技术的新型枪架设计

针对传统的浮动机构设计存在的问题,应用浮动技术理论,设计了一种新型枪架。在2种方案固有频率分析的基础下,对2种枪架的机枪固有特性进行了仿真对比。结果证明：新型枪架能够有效地提高机枪的射击精度,为我军现装备的机枪的改进工作提供了新的思路。     

Optimization Design of McPherson Suspension Steering System Based on R-W Method

The kinematical equations of McPherson suspension and steering system were set up by using R-W method of multi-rigid body system dynamics.The incidence matrix,route matrix,hinge vector matrix and system constraint equations were educed.The optimization model of McPherson suspension steering mechanism was founded by regarding the McPherson suspension and steering system as an integrated system.In order to gain the best optimization effect,a continuous weighting function was created according to the requireme...     

船用高压比大流量增压器涡轮多学科设计优化

针对船用高压比大流量增压器涡轮的多场耦合问题,综合考虑学科间耦合、相互影响,利用反距离加权平均插值函数实现气压、温度到结构域的传递,网格重生成技术实现结构变形向气动分析模型的传递,建立了考虑气动、传热、强度、振动几个学科的增压器涡轮多学科可行(MDF)分析模型,在优化算法的驱动下实现了多学科设计优化。在MDF分析模型中,经过3次迭代实现了耦合系统的求解;在优化过程中,针对造型参数众多所导致优化设计规模巨大的问题,开展造型参数的主效应分析,选取对性能影响的主要参数作为设计变量,以加权平均方法权衡各个学科之间的矛盾,实现增压器涡轮综合性能的提高。     

基于isight的某转管武器弹簧缓冲器优化设计

针对转管武器试验过程中出现的后坐阻力和后坐位移过大的问题,以某型转管自动机为研究对象,提出了一种基于isight的缓冲器优化设计方法.基于动力学分析软件ADAMS建立转管武器虚拟样机模型并对其计算结果进行分析.然后基于isight多学科优化技术,以最大后坐阻力作为目标函数,在后坐位移不超过19 mm的约束条件下采用最优拉丁超立方设计方法对缓冲簧设计参数进行灵敏度分析.利用isight集成ADAMS运行程序,采用多目标遗传算法NSGA-II对缓冲簧设计参数进行并行优化设计.实验结果表明:优化后的设计参数与最初方案相比其后坐阻力显著减小,同时该设计方法为转管武器缓冲器优化设计提供了参考依据.     

某埋头弹机枪自动机结构设计与动力学分析

为提高大口径埋头弹机枪的射击速度,设计一种导气式自动机.以某12.7 mm埋头弹机枪为研究对象,采用升降弹膛实现开闭锁动作,对自动机的结构进行设计,利用ADAMS建立埋头弹机枪的虚拟样机模型,通过仿真获得自动机运动特性参数.仿真结果证明了该自动机结构的可行性,为大口径埋头弹机枪的设计提供一种参考方案.     

某口径埋头弹火炮的密封与装药设计

埋头弹(CTA)火炮是新发射原理火炮,弹药和火炮结构均不同于普通火炮,而旋转药室的密封和装药设计是其研制的两项技术关键。为了获得良好的内弹道性能,该文研究了CTA火炮的发射原理,在多次实验的基础上对某口径CTA火炮的装药结构进行了设计,给出了传火管的长度与材料、导向管的结构与材料,以及弹丸前端增加定位片的方案。为了确保旋转药室与炮身间的气体密封,设计了一种新型的组合自紧式密封系统,成功地解决了这种径向瞬态高压密封问题。同时,介绍了有关实验情况,特别是已被实验证明是有效的技术和经验。