基于Simulink 的软后坐火炮反后坐装置的仿真分析

为研究软后坐火炮后坐装置运动的可行性,根据软后坐火炮受力情况,建立软后坐火炮后坐装置运动微 分方程,通过Simulink 仿真计算,研究软后坐火炮动力学特性。结果表明：该方法能得到整个运动循环后坐部分的 运动规律,结果符合软后坐火炮后坐装置运动规律。     

基于区间不确定性参数辨识的某软后坐火炮发射过程建模

火炮软后坐发射技术是降低火炮发射后坐力的重要途径。为研究影响软后坐火炮的工作特性,以某软后坐火炮为研究对象,提出一种新型中心流口与变深度筒壁沟槽结合的多流口制退机结构,并通过CFD流体仿真,建立结合流量分配特性的制退机的伯努利方程,提高了制退机的模型精度。以此为基础,又根据区间不确定性理论与遗传算法,以一发实测数据对该软后坐火炮的典型参数进行不确定性参数辨识,建立软后坐火炮发射过程的不确定性参数辨识模型。采用辨识结果的仿真结果与试验数据的相似度可达92.78%。另外,通过第2、第3发试验的对比验证,对应的仿真结果与发射试验结果相似。综合辨识与验证结果来看,结果较好地反映了两种试验工况下的发射过程,表明了建模准确,辨识结果有效,为软后坐火炮系统的设计提供理论指导。     

解析火炮的反后坐装置

由两大部件组成 在火炮发展史上,有几个特别重要的里程碑,其中之一就是火炮反后坐装置的发明,它结束了刚性炮架的时代,进入了弹性炮架的时代。通俗的说,火炮的反后坐装置就是一个“弹簧”,是火炮射击时一个有特殊功能的缓冲和复位装置：在火炮射击时,反后坐装置通过后坐部分的后坐运动产生一定的后坐力,从而控制后坐部分的后坐运动规律（速度和行程）;同时也储存部分能量,使后坐部分在后坐终止时再能自动返回到射击前的初始位置。[第一段]     

软后坐火炮反后坐装置建模研究

为了对某软后坐试验炮的前冲-后坐运动、制退机力进行计算及优化,建立了其反后坐装置动力学模型,通过流场计算完善解析模型中的参数,通过流场仿真检验该模型与流场仿真模型的相似度,最终得到可以近似代替流场仿真模型的解析模型。基于牛顿运动定律、伯努利方程建立动力学模型,针对中心流口筒壁沟槽式制退机进行了匀速后坐仿真,得到沟槽与流口在匀速后坐时的体积流量分配规律;通过多速度、多开口面积仿真得到液压阻力系数与中心流口大小、流速的关系;通过多前冲速度、多前冲位移仿真得到前冲机压强损失的规律。通过Matlab计算参数完善后该模型的火炮发射过程,并将得到的后坐速度以预定义文件Profile的方式赋给Fluent瞬态仿真中的活塞,进行仿真验证。两者的结果对比说明,该数学模型能较好地与传统制退机流体Fluent仿真模型相吻合,多通道组合流液孔制退机的液压阻力可根据伯努利公式与通道间的流速比计算。     

基于BP神经网络的火炮反后坐装置故障诊断

火炮反后坐装置的故障诊断,采用3层BP神经网络.通过基于标准梯度下降或基于标准数值优化的改进算法,同时考虑算法本身性能,及问题复杂度、样本集大小、网络规模、网络误差目标和所要解决的问题类型.并以解析算法的部分计算结果作为神经网络学习样本集,由相关方程式算出样本库内的故障现象及与故障原因相对应的训练样本,完成故障诊断.     

反后坐装置相似性研究

借助方向性量纲分析，建立了反后坐装置的相似法则，推出了不变驻退液，通用性强的反后坐装置的相似关系。结果表明，相似性分析在火炮中占有重要的地位。     

基于Simulink 的火炮反后坐装置仿真分析

为进一步研究反后坐装置的性能,加快研究的周期和效率,提出运用Simulink研究反后坐装置仿真的可行性。通过分析反后坐装置的运动过程,建立反后坐装置运动微分方程,在此基础上,建立反后坐装置的仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:仿真结果的动态特性与反后坐装置的运动过程基本符合,为研究和分析反后坐装置提供了一定的平台。     

坦克火炮反后坐装置在线检测方法研究

针对坦克执行实弹射击任务前需要检验评估武器系统健康状态的要求,提出了一种基于人工后坐和虚拟仪器技术对火炮反后坐装置技术状况进行在线检测的方法.通过分析影响火炮反后坐装置性能的主要因素,确定反映反后坐装置功能状况的技术参数,并通过PXI组成的采集系统,对坦克火炮检测数据结果进行处理和分析,确定反后坐装置的技术状态.试验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

可控制反后坐装置技术探讨

简要介绍当前的反后坐装置的弊端;提出采用微机控制反后坐装置上的液流通路来控制后坐阻力的设想;探讨实现可控制反后坐装置的技术途径;并展望其发展前景。     

考虑空化效应的某软后坐火炮制退机液压阻力系数研究

针对某新型软后坐火炮制退机的恒定液压阻力系数无法准确描述制退机性能的问题,基于计算流体力学方法计算了火炮后坐复进不同阶段的液压阻力系数,其中重点考虑了空化效应对液体流动的影响。分别对前冲、后坐及复进阶段,建立了带有中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型、不带中心斜孔的筒内壁沟槽主流等效模型及筒外壁沟槽主流等效模型。采用Mixture多相流模型与标准k-ε湍流模型,得到了不同沟槽深度及运动速度下液压阻力系数K的值。结果表明,液压阻力系数在前冲阶段为4.2～6.0、在后坐阶段为1.8～2.8、在复进阶段为1.6～2.4;且液压阻力系数随沟槽深度的增大而减小,随速度的增大先减小,达到发生空化的速度后增大。该研究可为某软后坐火炮的反后坐装置设计及试验测试提供支撑。     

基于高斯模型和RMSD-DS的火炮反后坐装置故障诊断方法

针对变工况作战环境下火炮反后坐装置状态信号的模糊性和高冲突性等特点所导致的故障诊断可信性不高的问题,提出一种基于高斯模型和均方根偏移(RMSD)-Dempster-Shafer(DS)故障诊断方法,实现信号的模糊化定量表征以及高度冲突证据融合的高可信性诊断。采用高斯模型求解火炮反后坐装置的多个故障特性信号所对应证据的基本概率分配,实现对信号模糊性的定量表征处理;通过构造RMSD-DS冲突系数求解证据间相似度,依据相似度定义各证据重要度,实现每个证据在融合过程中重要程度的定量描述;提出依靠证据重要度的权重求解及证据融合方法,实现高度冲突证据的可靠融合。仿真试验数据应用表明,所提方法相较于其他代表性方法具有更高的准确性和鲁棒性。     

虚拟样机在火炮反后坐实验台设计中的应用

某型牵引火炮后坐装置的虚拟样机动力学模型以LMS Virtual.Lab为开发环境建立.先导入PRO/E模型文件进行简化,并添加约束关系建立火炮上架以上部分的实体模型.再借助Virtual.Lab用户自定义子程序模版TSDA,通过Fortran语言编程实现后坐与复进行程函数元素的添加.以0°全装药射击对虚拟样机进行验证,采用最大值法比较比后坐位移和速度的仿真值与实验值,所得误差在工程应用范围内,满足工程应用需要.     

火炮反后坐装覃动力学耦合分析与优化

考虑火炮后坐过程中后坐部分与火炮其他部分的动力学耦合效应，推导出在反后坐装置作用下，火炮后坐运动基本方程组,建立了火炮反后坐装置动力学耦合模型。基于拉格朗日插值和四阶龙格-库塔法进行了数值求解。计算结果表明：由于火炮耦合运动的存在，后坐阻力规律与设计时后坐阻力规律相差较大，最大后坐阻カ小于设计时最大后坐阻力。基于动力学耦合模型和优化设计方法，以后坐过程中的最大后坐阻力最小为优化目标，节制杆各圆锥段直径为设计变量，火炮最大后坐长为约束条件，建立了后坐阻カ优化模型。优化算法采用遗传算法。优化结果表明：火炮后坐过程中后坐阻力曲线更加平缓，最大后坐阻力小于优化前的计算结果。     

某超长后坐反后坐装置理论计算的修正

某模拟发射装置的反后坐装置采用双驻退机和单复进机的结构形式。驻退机采用带复进节制器的节制杆式，复进机采用液体气压式。对某身管长度是常规大口径火炮身管长度的5～6倍的模拟发射装置测试后发现，驻退机工作腔压力理论计算结果与测试数据之间存在较大偏差。其两个主要原因是：理论计算中采用的后效期公式产生的后坐能量过大；发射装置的特殊结构使实际摩擦因数增大到0．23～0．27。对这两个因素进行了修正，重新计算了理论曲线，经比较与测试数据符合较好。     

反后坐装置的维护保养

反后坐装置的工作状态是影响火炮工作可靠性和射击精度的一个关键因素.依据自动机的工作原理,分析了反后坐装置的工作状态对自动机工作可靠性和火炮射击精度可能产生的影响,并从提高自动机工作可靠性和火炮射击精度的角度明确了反后坐装置维护保养工作的要点,对指导火炮的维护保养工作有现实意义.     

大口径舰炮反后坐装置快速设计模块开发

为了提高大口径舰炮反后坐装置的设计效率,对其进行了快速设计模块开发研究。基于装配体三维模板的参数化程序设计思路,将设计知识和经验嵌入了功能模块并用设计流程的形式表述,形成了界面化的程序计算、后坐规律图形输出和参数驱动一体的设计方法。通过自顶向下参数化建模、VC与 Matlab混合编程、MFC界面设计,实现了大口径舰炮反后坐装置快速设计模块的开发。以某大口径舰炮反后坐装置为设计实例验证了该模块的可行性和有效性。该模块开发方法为火炮工程设计提供了参考。     

基于图像匹配技术的火炮反后坐装置动态测试方法

针对目前火炮射击中反后坐装置的参数测试常规方法的一些不足,提出一种利用高速摄影机记录火炮发射状态,运用图像处理技术,采用图像匹配定位的方法,获取火炮发射状态下反后坐装置位移、速度数据,并与反后坐装置计算书的数据进行了比较。结果证明,用该方法所得数据与火炮射击时驻退后坐的运动情况基本一致,符合工程要求。说明基于图像匹配技术的反后坐装置检测技术的可行性,具有非接触、准确度高与灵活性较强等优点。     

火炮动力后坐仿真模拟试验装置设计研究

为了满足火炮动力后坐模拟试验时瞬态强冲击力的要求,设计了一种以液压为动力源、以炮口冲击力代替炮膛合力作为后坐动力的模拟试验装置.重点阐述了液压动力子系统和冲击子系统的设计方案,并建立了被试火炮在0°射角时两个子系统的简化数学模型.基于ADAMS与EASY5软件,开发了火炮动力后坐模拟试验装置的仿真模型,实现了火炮动力后坐模拟试验过程的协同仿真.仿真结果表明,该试验系统设计方案可行,系统参数设置合理,为火炮动力后坐模拟试验装置的物理样机研制提供了依据.     

火炮磁流变阻尼器的模型辨识与仿真

为研究磁流变阻尼器在火炮反后坐装置中的应用,以某磁流变阻尼器为研究对象,基于herschel-bulkley本构模型,建立了该阻尼器的准静态模型,根据阻尼器的实验数据,运用遗传算法对准静态模型中的屈服应力τy、粘性系数K、行为指数n、气囊的弹性系数k和初始力F05个参量进行了辨识。将拟合好的模型用于某23mm实验炮的后坐过程仿真,仿真结果表明,通过设置弹簧的刚度系数和初始力,选择合适控制电流,后坐阻力曲线可以获得很好的＂平台＂效果。