高速反圆柱凸轮机构滚轮动力学分析

以转管武器凸轮曲线槽主滚轮系统为背景,进行了高速反圆柱凸轮机构滚轮动力学分析。首先对凸轮曲线机心组系统进行加速度分解,指出了机心组最大直动加速度对系统驱动力矩的影响。以回转体转角、回转体角速度、回转体角加速度、凸轮曲线压力角为白变量,推导了主滚轮纵动加速度和主滚轮纯滚动角加速度。分别以主滚轮和机心组为研究对象,分析了主滚轮纯滚动的动力学必要条件。此研究成果将对反圆柱凸轮机构的深入研究以及改善转管武器凸轮系统传动条件具有一定的参考价值。     

超高射速转管炮新型低功耗凸轮曲线设计

为了降低外能源超高射速转管炮驱动功率,建立了机心组动力学方程,分析了机心组加速度对驱动功率的影响,得出降低机心组加速度可有效降低转管炮所需驱动功率.经分析提出了大角度过渡、没有后直线段和斜直线段的新型凸轮曲线.计算结果表明,在10管9 000 min-1的射频下,该凸轮曲线能降低机心组驱动功率多达110 kW;且射速越高,对降低功耗作用越显著.     

转管炮主滚轮在机体上位置布局研究

为了研究主滚轮在机体上的布局与滚轮和曲线槽之间驱动接触力的关系,运用牛顿第二定律对主滚轮以及机心组列写了动力学方程,得出了接触力的表达式。对机体上滚轮布局位置进行参数化并编程求解,得出了低、中、高射速下,滚轮位置参数对接触压力的影响。计算结果表明,机体上存在倾斜方向上的滚轮压力棱形等值线,主滚轮宜布局在靠近机心组质心位置,同时布局的优劣在高射速时接触力差别可达1555N.     

三次样条在转管武器凸轮曲线中的应用

应用三次样条曲线,对转管武器凸轮测得数据进行了插值拟合,得到较满意的拟合结果,该方法对快速逆向设计计算国外产品具有现实意义.     

高速反圆柱凸轮机构滚轮纯滚动动力学分析

根据文献[1]推导出的主滚轮纯滚动的动力学必要条件进行了进一步分析,结合某反圆柱凸轮设计实例进行了计算,将主滚轮简化成厚度为t,密度为ρ,外部半径为R,内孔半径为Rn的圆盘,分别进行了回转体有无角加速度ε1的判断计算.分析结果表明,在ε1=0时,能满足滚轮纯滚动,而当ε1达到32 000rad·s-2时,出现了突然而短暂的非滚动状态,并且滚轮正压力近似增大3倍.同时指出适当减小主滚轮厚度t、增大主滚轮内孔半径Rn、减小主滚轮外部半径R均有助于实现纯滚动.此研究成果将对合理设计凸轮机构提供参考.     

新型转管炮助旋制退装置研究

针对外能源超高射速转管炮所需驱动功率过高的问题,提出了内外能源相结合的方法。运用拉瓦尔喷管原理提出了一种新型助旋制退装置。对后效期装置内的火药气体进行准静态假设,建立了简化模型与三维控制方程组。利用Solidworks软件进行实体建模,并运用CFdesign软件对压力速度等流场进行了详细计算。从而得到减少驱动力矩冲量的百分比与后坐力的变化,从理论上估算出该装置可使所需驱动电机的驱动力矩减少42．85％,同时具有制退作用。     

超高射速转管炮凸轮曲线槽分析与改进

外能源超高射速转管炮所需驱动功率巨大，存在武器适用性问题。为了降低对外部能源的需求，经过分析动力学方程，发现机心组最大加速度直接影响驱动功率，进而提出取消斜直线段，增加过渡段角度的方法降低机心组驱动功率。计算结果表明，改进后曲线可以降低机心组驱动功率56．82kW，同时可改善机心机体以及曲线槽撞击条件。     

基于CFDesign的导气孔流量系数的数值仿真

借助计算流体力学分析软件CFDesign，以导气管式武器为例仿真得到了导气孔流量系数，为动力学分析计算提供了依据。     

转管炮主侧滚轮与回转体轴线相对位置对其受力影响研究

为了研究转管炮主侧滚轮轴线与回转体旋转中心相对位置对主滚轮和曲线槽之间驱动接触力的影响,运用牛顿第二定律对主滚轮以及机心组列写动力学方程,得出了接触力等表达式。对主滚轮轴线位置x0和侧滚轮轴线与半径方向的夹角γ进行分析,并对代表性的布局搭配进行了求解,得出了这两个参数对接触压力等的影响。计算结果表明:最优的布局是主侧滚轮轴线都经过回转体旋转中心,此时驱动接触力最小,且没有使转管炮发生复合弯曲的径向力;当不能满足都经过旋转中心时,应该使得x0和γ尽量小而且符号相反。     

AK630转管舰炮凸轮曲线分析

从离散数据点入手,得到了AK 630舰炮理论凸轮曲线.该凸轮曲线没有后直线段,斜直线段较短,经分析该布局可以极大地减小机心组最大加速度,从而节省机心组功耗;在导出火药气体能量有限的情况下,能将更多的能量输出到供弹系统中.同时,由于将更多的角度分配到进弹过程中,可以降低推弹速度,保证推弹的可靠性.因此,该布局可为高射速转管武器设计提供参考.