偏离运动仿真在供弹机构故障分析和优化设计中的应用

为了解决高射速自动炮供弹机构故障诊断的难题,以某供弹机构为研究对象,研究了偏离运动仿真在供弹机构故障分析中的应用方法,通过建立某高速供弹机构动力学仿真模型,采用偏离运动仿真技术,复现了自动炮供弹机构的故障,分析了故障原因,并以拨弹轮的初始定位角为偏离变量,以供弹过程中炮弹运动速度最平稳为优化目标,优化了各拨弹轮的初始定位角度。结果表明,经过优化的供弹机构,供弹过程平稳、供弹阻力小,证明了偏离运动仿真方法的可行性,为此类供弹机构的故障分析和优化设计提供了一种有效的分析方法。     

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。     

弹壳有序回收无链供弹装置动力学仿真分析

针对某小口径高射速自动炮在特殊环境下对供弹系统的空间布置需求,提出一种可实现弹壳有序回收的交叉螺旋无链供弹系统方案。建立交叉螺旋无链供弹装置的3维模型,运用多体动力学仿真软件建立无链供弹装置的虚拟样机模型,仿真分析其在4 000发/min射频下的供弹交接和弹壳回收运动规律。仿真结果表明：28发炮弹交接时轴向速度为0,轴向位移保持不变,供弹交接和弹壳回收过程平稳通畅,供弹系统结构可靠合理;该方案满足某型自动炮的设计需求,可为相关无链供弹系统的研制提供参考依据。     

某型自动炮供弹机构故障分析

针对某型自动炮在使用过程中出现的供弹机构的故障现象,介绍了供弹机构的工作过程,分析了供弹机构的故障原因,提出了如何解决该故障并预防这类故障的发生,对该自动炮的使用有一定的参考价值。     

某无链供弹装置的仿真与试验

为了提高供弹装置各运动构件的可靠性,对某无链供弹装置进行建模进行研究。通过ADAMS软件建立无链供弹装置的运动学及动力学方程,以2发弹的仿真曲线为例进行多发炮弹与闭合弹链运动交接的仿真分析,得到弹丸位移、加速度等参数曲线,并通过激光位移传感器进行系统测试。测试结果表明,供弹机构的动态特性明显,对供弹机构可靠性的进一步提高及结构的改进提供了参考。     

考虑参数随机性的供输弹系统动力学及动作可靠性仿真研究

利用MSC.Adams和Easy5仿真软件建立了供输弹系统机电液耦合的动力学模型,通过VV&A证明了仿真模型的可信度。针对MCS求解复杂结构系统随机动力学问题时计算量过于庞大的难点,提出了虚拟样机—蒙特卡洛模拟法—支持向量机（VP-MCS-SVM）动力学随机响应求解方法,高效地完成了供输弹系统随机动力学的仿真求解。结合统计推断理论和可靠性分析理论探讨了供输弹系统动作可靠性及随机参数分布特征漂移时的动作可靠性问题利用MSC.Adams和Easy5仿真软件建立了供输弹系统机电液耦合的动力学模型,通过VV&A证明了仿真模型的可信度。针对MCS求解复杂结构系统随机动力学问题时计算量过于庞大的难点,提出了虚拟样机—蒙特卡洛模拟法—支持向量机（VP-MCS-SVM）动力学随机响应求解方法,高效地完成了供输弹系统随机动力学的仿真求解。结合统计推断理论和可靠性分析理论探讨了供输弹系统动作可靠性及随机参数分布特征漂移时的动作可靠性问题为复杂系统动作可靠性的评估提供了新的思路。     

开式弹链脱弹力分析

弹链是有链式供弹火炮射击时的重要环节,弹链脱弹力的大小直接影响内能源自动炮的射速工作的可靠性.通过对开式弹链的脱弹工作过程分析,建立了弹链力学模型和物理方程,通过弹链脱弹力的几何分析与力学计算,得出弹链节开口尺寸和材料厚度对弹链脱弹力大小的影响规律,并以某舰炮弹链为例,应用调整弹链节开口尺寸的方法,满足了脱弹力的研制要求.该方法可为同类型开式弹链的研究所借鉴.     

田口方法在某供弹机构稳健性设计中的应用

传统提高自动机供弹机构可靠性的主要方法是依据机构动力学分析和大量实弹射击试验结果,拟定各种改进方案,进行可靠性增长试验。田口方法在供弹机构稳健性设计中的应用,对方案改进和可靠性增长试验提出了新的可依据的方法和手段。针对某自动机在射击过程中出现的供弹不到位等故障,应用田口方法对供弹机运动模型进行稳健性设计,提高了供弹机构的可靠性和抗干扰能力;对结构参数进行了容差分析,提出了参数容差的合理搭配方案。分析证明稳健性设计结果正确反映了供弹机构相关参数的内在联系,符合客观事实;田口方法虽然是一种质量管理方法,但是由于它提供了评判系统抗干扰能力的指标——SN比,因此对供弹机构的参数优化具有很好的指导意义。     

小口径舰炮弹箱供弹结构设计与仿真分析

针对某速射炮的供弹需求,设计了新型的弹箱式供弹机构,介绍了弹箱式供弹的结构原理,计算了弹箱结构中传动系统的速比关系,理论计算并合理分配速比关系,可以实现弹箱供弹在交接单元处的顺利交接。建立了弹箱供弹结构中交接单元的虚拟样机,对交接单元进行了动力学与运动学仿真分析,仿真结果表明弹丸在交接过程中运动平稳,所受冲击力很小,实现了顺利交接。提出的新型弹箱供弹结构及传动系统速比关系计算方法,对小口径舰炮供补弹结构设计及仿真分析具有一定的参考价值。     

转管航炮射击修正研究

研究炮管高速旋转对转管航炮射击性能的影响,主要分析炮管旋转对弹丸初速和方向的影响及弹轴运动起始条件的改变对射击方向的影响,并得出其修正方法.利用SIMULINK建立了转管航炮外弹道仿真模型,利用MATLAB编写了外弹道计算程序,以美制6管航炮为例,给出了修正射向前后模拟航炮射击的弹道仿真和弹着点散布示例,验证了射向修正的有效性.     

某自动榴弹发射器刚柔耦合发射动力学仿真

为研究某自动榴弹发射器射击时的动态特性,将弹链和枪架腿杆考虑为柔性体,运用ADAMS和ANSYS软件建立了该榴弹发射器的刚柔耦合动力学模型,确定了膛底压力、导气装置的气室压力、抽壳阻力、弹簧作用力等载荷参数,并验证了模型的可信度.在此基础上,研究了弹丸、枪管、自动机、复进簧和供弹机构等部件的动力学特性;分析了射角和自动方式对自动机运动特性的影响.仿真结果表明,该榴弹发射器结构设计合理,身管短后坐-导气式的混合式自动方式能够保证自动机在不同射角下完成各项动作,供弹机构工作可靠.     

考虑尺寸链约束的枪械典型机构动作可靠性优化

针对机构在运动情况下会出现运动功能失效的问题,提出一种以尺寸链为约束的机构动作可靠性优化方法。以某型号冲锋枪的发射机构为例,通过对机构动作的分析,建立动力学仿真的参数化模型,同时采用蒙特卡罗随机抽样法得到运动仿真样本值,在动力学仿真软件 ADAMS 中模拟仿真。根据模拟仿真试验,计算出正交试验表中每组参数所对应的动作可靠度,并通过对正交试验结果的优化,并综合考虑尺寸链约束的要求,优化设计出更加有效的参数。仿真结果表明：优化后的动作可靠度为0.998,该方法既满足动作可靠性要求,又满足尺寸链要求的参数值,使机构动作可靠度得到了提高。     

基于蒙特卡罗仿真技术的供弹机可靠性研究

基于供弹机结构原理,建立了供弹机故障树;考虑其部件服从多种失效分布,利用蒙特卡罗法进行可靠性仿真建模,并编程计算其系统可靠度、平均无故障工作弹数,为供弹机可靠性指标的预测与评估提供理论依据,也对供弹机结构改进与优化具有一定的参考价值。     

自动机机构运动可靠性仿真试验系统应用研究

针对高射频自动机系统在实际试验中存在成本高、周期长和试验量少的问题,建立一种自动机机构运动可靠性仿真试验系统.该系统从工程实际运动机构系统的运动规律和系统性能出发,通过整合运动机构系统仿真模型可靠性分析的数据来源,建立可靠性仿真模型,并综合集成3维辅助建模软件、有限元分析软件等商用软件,结合经典可靠性分析方法,建立一个协同的运动机构可靠性仿真试验系统,从而对运动机构系统进行可靠性试验分析与评估.仿真结果表明,该系统能够实现工程实际复杂运动机构可靠性仿真试验.     

水下高速运动不完整壳体屈曲可靠性分析

针对有初始缺陷的水下高速运动圆锥壳体的屈曲问题,建立了简化的力学模型。通过推导得出了理想情况下的水下高速运动圆锥壳体的屈曲载荷;并在此基础上确定了有初始缺陷情况下的屈曲载荷及其与初始缺陷之间的关系,从而建立了结构的安全余量方程,得到了结构的可靠性指标及失效概率。通过算例表明初始缺陷对结构的失效概率有明显的影响,因此,本文的分析具有一定的意义。     

改进的故障树monte-carlo数字仿真

蒙特卡罗方法和故障树分析相结合是当前对大规模复杂系统进行可靠性分析预测的最有效途径之一.在经典的基于结构函数通扫故障树法的基础上,提出了一种命名为失效时间函数的方法,用于单调关联系统可靠性数字仿真中以获取高效的运算,通过编程进行了实例的计算,效果良好,表明该方法有较强的实用性.     

履带车辆转向动力学仿真

本文采用机械系统动力学分析与建模通用方法，通过总体参考系、动参考系、连体参考系来描述车辆与地面运动和相互作用关系，并综合考虑了包括离心力等因素对履带车辆转向的影响，对其在水平硬地面转向过程进行了动力学分析和动态仿真计算。对履带车辆低速转向的仿真与试验结果进行了对比分析，说明所建模型与实际履带车辆的转向动态过程基本一致；高速情况下分别对有无离心力影响两种情况进行了仿真，结果的对比分析说明了离心力对履带车辆高速转向的影响。     

多因素影响下的连杆机构可靠性分析

连杆机构可靠性通常研究机构能否有效运转,以及动起来之后是否准确。综合考虑尺寸误差、装配误差、间隙、摩擦系数、载荷、速度共6种因素的影响下,基于多体动力学理论和间隙碰撞理论对典型机构进行建模,并假定上述6种影响因素为正态分布,且相互独立。然后应用Monte Carlo抽样仿真的方法对机构可靠性进行分析,进一步研究各个影响因素在不同变化范围的水平下,对机构可靠度的影响大小,从而确定主要影响因素,为后续机构可靠性研究设计提供了参考。对于其他机构的可靠性研究,也具有一定借鉴意义。