王显会[1]2003年在《火炮牵引行驶动力学研究》文中指出本文是围绕《大口径火炮轻量化技术研究》的载体《EHP155轻型牵引试验炮》项目开展的牵引动力学研究工作。火炮牵引行驶条件不好，路面不平度对火炮振动有很大的影响。试验和计算表明，路面越是凹凸不平，火炮部件加速度响应越大。研究路面条件对火炮牵引行驶过程中的动力学特性非常重要。火炮牵引行驶转移机动性(制动、转弯和操纵特性)的优劣影响火炮战术转移性能，也是需要关心的问题。本文在火炮设计领域首次对火炮牵引列车系统进行动力学分析，重点研究了火炮牵引行驶状态下的路面不平度对火炮的加速度响应，并从牵引车与火炮匹配组成火炮列车的系统角度，研究了影响火炮行驶机动性的转弯特性、制动稳定性和操纵稳定性。 本文的主要研究工作和结论可归结为： 1．采用随机模拟方法，通过编程产生目标路谱的平稳随机路面不平度序列，并通过数理检验进行验证。所产生的路面不平度路谱与预期功率谱基本相符，为今后进一步开展火炮牵引试验研究提供了基础； 2．研究了牵引车为两轴四轮(后轮为双胎轮)，火炮为单轴两轮的六轮输入谱矩阵。该矩阵可用于研究火炮牵引列车系统受路面不平度激励所产生振动的频域特性，该方法可以推广到更复杂的轮系车辆输入谱的推导，具有一般意义。 3．为了更准确和全面地研究火炮牵引行驶过程中出现的振动，建立了非线性自适应随机接地印迹的轮胎力学模型，该模型能很好地研究路面不平度对火炮牵引系统的垂直和纵向激励；牵引车悬架简化为弹簧阻尼系统；火炮扭转杆简化为扭簧。 4．首先采用R-W方法建立了叁维火炮牵引列车系统26自由度动力学模型。进行了运动学分析和动力学分析，推导了动力学方程，采用多步Gear预估—校正法进行时域求解，采用等效的统计线性化方法进行频域求解。试验和计算表明动力学模型正确，求解精度很好。由此进行火炮牵引振动的动力学研究是合理的。 5．在沥青路面、破损铺砖路和砂石路面上以不同速度进行了平稳随机激励牵引试验，用五轮仪测量得到的加速度时间历程进行两次积分的方法得到路面不平度的时间历程做为路面输入进行对应的理论计算，试验结果和计算结果基本相符，得到了火炮和牵引车多个加速度功率谱分布。结果表明火炮牵引行驶过程中各部件均产生振动加速度，其功率谱主要分布在在低频段，路况差、速度高则加速度响应的功率谱值高。产生的加速度不仅有垂直的，还有纵向的。一般情况下垂直加速度幅值高于纵向加速度幅值。但在高速经过类似叁角形凸块时受到离散激励，纵向加速度峰值明显高于垂直加速度。来自路面激励还导致炮身固定器上下端受到不同加速度影响，表明车身固 摘要定器受横向弯矩影响，呈柔体状态，这是导致它发生断裂破坏的主要原因。由于轮胎和扭杆作用大大减小了来自路面不平度对火炮的振动激励。但扭杆由于弱阻尼特性，使振动衰减较慢，不利于迅速消除离散激励产生的振动; 6.研究了火炮牵引行驶过程中影响机动性的转弯特性，得出了影响转弯的几条有价值的结论;对影响行驶机动性的操纵稳定性进行了研究，认为火炮牵引列车的稳态转向特性是主要由牵引车的稳态转向决定的，但火炮的质量等参数参与对稳态转向特性的影响，尤其是牵引环到火炮质心间距离这个参数应适当减小，可获得合适的不足转向度，提高操纵稳定性;对影响行驶机动性的制动稳定性进行了研究，推导了折迭和甩尾方程式，从制动力分配和附着条件的角度对制动稳定性此进行了研究。认为合理的制动抱死顺序和同步附着系数会提高火炮牵引列车的制动稳定性。
徐彬[2]2006年在《火炮牵引列车行驶动力学仿真》文中认为本文基于工程应用，以多刚体系统动力学理论为基础，对动力学仿真技术中的数学方法、物理模型的合理简化、动力学参数的设置等进行了介绍。 以火炮牵引系统为对象，根据已有的数据，利用叁维建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS联合建模，建立牵引车模型、火炮模型、悬架模型，并通过编制轮胎特性文件和路面特性文件，在ADAMS中建立了轮胎模型及强化路面模型，并在ADAMS／View环境下施加约束和驱动，装配成牵引状态下的叁维动力学模型。 在各种强化路面上，对火炮施加不同的牵引速度，进行动力学仿真计算，获得了火炮和牵引列车在不同的路面上牵引时的运动特性。利用获得的动力学参数，对火炮牵引系统进行了分析。同时，利用傅立叶变换转换到频域，进行频域的数据分析。 通过在各种强化路面上的牵引试验，将获得的数据绘制成曲线，与仿真结果进行比较，验证了行驶动力学仿真的正确性。
毛向东[3]2003年在《牵引火炮海绵轮胎改装充气轮胎仿真研究》文中指出轮胎对牵引火炮的机动性、制动性、稳定性、安全性以及经济性等均有密切的关系。基于牵引火炮海绵轮胎存在着机动性差、经济性差、行驶稳定性差、互换性差的弊端，探索牵引火炮采用充气轮胎的可行性显得尤为重要。本文以某牵引火炮换装充气轮胎的可行性为研究课题，研究和探索了海绵轮胎和充气轮胎对火炮射击的动态响应差异，以及充气轮胎对牵引火炮行驶稳定性的影响。 主要的研究贡献在于：建立了某型牵引火炮的叁维实体模型，确立了其重量和结构参数，从而为建立火炮发射动力学仿真模型奠定了基础；根据火炮动力学理论和多刚体动力学理论，建立了火炮发射动力学方程，并建立了火炮发射的动力学模型，研究了不同轮胎对火炮射击动态响应和火炮射击稳定性的动态响应；以车辆——地面力学和轮胎力学为理论依据，建立了火炮的不同路面和轮胎的力学模型；建立了火炮牵引行驶模型，研究在不同路面，不同行驶速度情况下，充气轮胎单侧爆胎后对火炮行驶稳定性的影响。 应用本文的研究成果，可以推广到现役的各种牵引火炮，对现役火炮的改造和对在研装备的总体论证和总体设计提供重要的理论判据，具有重要的应用价值。
谢润[4]2015年在《车载武器行进间发射动力学研究》文中进行了进一步梳理车载武器由于机动性好、防护能力强,已逐渐成为现代陆军武器装备的重要组成部分。为了能够充分发挥自身机动优势、提高作战效能并保证战场生存概率,行进间射击能力已经成为评价车载武器战术性能的重要指标。为了掌握车载武器行进间射击时的系统动态响应特性以及受力规律,本文应用多体系统动力学、有限元方法、接触碰撞理论,对车载武器行进间发射动力学建模方法与数值模拟、结构非线性因素影响分析等多个方面开展了系统而深入的研究。分析了车载武器行进间射击时的受力特性,基于合理简化与假设,根据各部分的实际功能与运动方式将车载武器划分为多个子系统,采用Newton-Euler方法推导建立了各子系统的动力学方程。运用多体系统动力学观点,阐述了构件空间运动的描述方法,建立了车载武器刚柔耦合动力学方程,为车载武器行进间发射动力学模型的建立提供了依据。参照我国路面不平度分级标准,结合车载武器实际作战环境下的路面条件,采用具有良好普适性与较高精度的谐波迭加方法,通过编写路面谱程序实现了二维路面模型重构。在此基础上,以随机相位差异表征两侧车轮(履带)所受路面激励的相干特性,将重构得到的各级路面模型拓展至叁维。基于周期图方法的验证结果表明,本文建立的路面不平度模型其功率谱与理论功率谱具有较高的一致性,能够真实反映符合路面等级的随机不平度特性。总结归纳了武器系统行进间、停止间两种发射动力学建模方法的共性与区别,详细阐述了车载武器行进间发射动力学建模流程。结合某坦克与轮式自行高炮的结构特点开展了拓扑分析。对轮式底盘前桥麦弗逊悬架与后桥油气悬架进行精确动力学建模,将具有多工况适用性的Ftire轮胎模型引入到轮式自行高炮发射动力学模型中,描述了轮胎与路面的耦合作用,实现了实际路面不平度与有效路面不平度的转换。借助专业履带车辆工具箱建立了考虑履带底盘扭杆悬架非线性刚度、平衡肘与限位器接触碰撞的坦克发射动力学模型。基于射击试验数据对以上两种车载武器多体系统动力学模型进行了验证。采用模态综合方法描述身管弹性变形,分别建立了某轮式自行高炮与坦克刚柔耦合发射动力学模型。通过数值计算,分析了身管弹性变形在行进间射击过程中对车载武器炮口振动的影响规律。提出了含微小间隙的耳轴-轴承旋转铰动力学建模方法,将基于Lankarani&Nikravesh方法改进的接触碰撞算法引入到发射动力学模型中,考虑了耳轴-轴承间隙旋转铰接触力的非线性特性,讨论了耳轴部位接触碰撞对炮口扰动的影响以及两侧耳轴载荷的分布特性。建立了计及滚珠座圈大规模接触碰撞的轮式自行高炮行进间发射动力学模型,数值计算得到了座圈部位接触引起的炮口振动变化,对行进间射击时不同位置滚珠的受力规律进行了分析;基于刚柔接触定义坦克炮含径向间隙的身管与衬瓦接触关系,结合数值计算结果,探讨了身管与衬瓦接触对炮口扰动的影响,得到了前、后衬瓦在行进间射击时的接触力变化特性。综合文中讨论涉及的所有结构非线性因素,对不同行驶速度、路面等级条件下的车载武器行进间发射动力学进行数值模拟。分析了高低、方向射角改变所引起的炮口扰动变化规律,以及耳轴-轴承间隙、身管衬瓦间隙、前衬瓦轴向偏移量等总体结构参数变化对炮口扰动的影响。
肖雄[5]2016年在《某远程多管火箭炮行驶动力学和安全性分析》文中提出远程多管火箭炮作为一种具有重要战略意义的新型火箭炮,较多采用新技术、新材料等,加之生产加工水平的限制,使武器系统可靠性得不到保证,有一定的安全隐患。因此,需要对武器系统进行安全性分析,确定系统薄弱环节,进而在设计与制造过程中加以改进,改善武器系统整体性能。本文以某远程多管火箭炮为研究对象,结合多体系统动力学和有限元理论,对武器系统进行行驶动力学和安全性分析。首先对前后钢板弹簧动力学简化模型进行了研究。建立了钢板弹簧有限元模型并计算其刚度特性,然后将钢板弹簧简化为叁连杆模型,通过集成优化法与逆向仿真法确定了叁连杆模型参数,使叁连杆模型刚度与板簧刚度相同。利用SolidWorks绘制火箭炮各部件的实体模型并导入ADAMS中建立了火箭炮各部件动力学模型,各部件装配成车—路耦合系统动力学模型,用于火箭炮行驶动力学分析。利用火箭炮动力学模型在不同随机路面上以不同车速进行行驶动力学仿真,得到了武器系统动态响应结果,并分析了行军固定器对武器系统平顺性的影响。利用软件Isight对悬架参数进行试验优化设计,获得了最佳参数组合,减缓了火箭炮行军振动。对火箭炮关键零部件—行军固定器、闭锁挡弹机构和车架进行了安全性分析,计算行军固定器和闭锁挡弹机构主要受力件所受极限载荷并进行静力学分析。对火箭炮车架进行了模态分析,得出车架在工作过程中易发生共振,然后对车架进行了模态优化,避开了外部激励频率。
陈海库[6]2009年在《某牵引式火箭发射装置行驶动力学仿真》文中认为随着现代战争的突发性、多变性,现代武器对运载装置的机动性、稳定性、平顺性等指标要求越来越高。为了缩短开发周期,降低开发风险及成本,这就有必要在设计研发牵引式火箭发射装置的初级阶段,大量引进虚拟样机技术。通过仿真分析预测出相关的动力学参数,获取合适的指标数据,改进结构布局和优化总体性能,具有重要的现实意义和实际应用价值。针对牵引式火箭发射装置的设计研发工作,本文主要进行了以下叁方面的研究:1)设计牵引式火箭炮系统中的挂车系统,建立叁维模型并进行适当的简化处理,以便于动力学仿真模型的建立及进一步的分析,同时计算出各构件的物理特性参数,为动力学等效模型的建立提供必要条件。2)分别建立牵引式火箭炮系统多刚体模型和将拖车大梁柔性化的刚柔耦合动力学模型,重点研究拖车大梁在Z轴的加速度,利用傅立叶变换转换到频域,进行频域的数据分析;在刚柔耦合动力学模型中,着重探讨了拖车大梁的柔性化方法、柔性体和刚性系统的耦合问题。3)通过RecurDyn获取动力学参数的特性曲线,并对四种仿真结果进行比较分析,总结出该牵引式火箭炮系统的特点,确定该牵引式火箭发射装置在各种路况下的极限行驶速度。优化拖车十字梁结构,进行多刚体和刚柔耦合的动力学分析,并与先前的动力学参数进行对比,给出优化后的设计方案,为新型牵引式火箭炮系统的设计工作提供理论依据。
秦伟[7]2009年在《车载火箭炮行驶动力学仿真》文中指出车载炮具备信息化水平较高、战术机动性好、战略机动性优良、综合作战能力强的突出优点。因此发展我国的车载炮总体技术,提升我国车载炮技术的研究水平,将具有非常重要的意义。本文主要研究车载火箭炮在不同工况下行驶的动态响应,并从车与炮匹配组成的系统角度,研究了行驶的平顺性和通过性。根据多体系统动力学理论,利用RecurDyn软件对车载火箭炮进行了行军时动力学仿真。本文主要包括以下几个方面的工作:①用Solidworks软件建立了包括车体、大梁、驱动桥、铰接件、弹簧钢板、火箭炮底座、回转体、发射箱、定向器、火箭弹等全炮结构的叁维模型。②建立车炮系统多刚体动力学模型和将大梁柔性化后形成的刚柔耦合动力学模型两种动力学模型。③运用多刚体模型,针对炮座在越野车平台上的安装位置所引起的动态和静态特性进行了研究。④通过对两种模型计算结果的分析比较,验证车炮行军状态多刚体动力学模型的合理性和刚柔耦合模型相对多刚体模型的完善性。⑤理论分析全炮系统通过各种路况的极限条件,得出不同的5种路面参数,并编出对应的5种路面。对5种路况进行行军分析,获得全炮系统和关键部件的动态响应。本文所做工作对车载火箭炮行军稳定性和安全性总体方案设计具有很好的参考价值。
王显会, 何永, 高树滋[8]2003年在《火炮牵引动力学研究》文中研究表明本文采用拉格朗日方法研究了牵引榴弹炮在牵引行驶状况下的动力学问题。建立了具有叁维 2 3个自由度的动力学模型。编制了相应的模拟道路不平度输入程序。研究了在不同道路上行驶时的动力学响应特性和离散激励下的动力学响应的分析方法。并以牵引榴弹炮上的一些敏感和薄弱部位的动力学响应为例进行了试验验证。理论计算和试验结果符合较好。该研究为开展火炮牵引试验提供了一种新的方法
杨丽[9]2015年在《自动火炮供弹机可靠性及关键性能评估策略研究》文中认为随着军事需求的增长和技术的不断进步,现代国防工业部门对新型号武器系统的研制过程、研制方法和效能评估手段等都提出了更高的要求,缩短新产品研制开发周期、降低开发费用、提高效费比已成为军工企业立足于市场竞争的先决条件。随着武器装备评定相关理论研究的不断深入,为适应武器装备发展的新要求,我国正在大力开展评估技术的研究,以期以最优的策略、最小的代价实现最为准确的评价。自动机可靠性研究技术大多停留在试验验证阶段,只能根据传统的经验、类似产品试验数据或设计准则开展自动机设计工作,缺少可靠性分析手段,造成产品可靠性水平较低。具备双路供弹系统的火炮、步兵战车可根据不同作战目标快速实现不同弹种的交换,可避免勤务操作混乱,实现点面杀伤,提高作战效能。由于其供弹机构结构复杂,成为最容易出现故障的机构,特别是供弹机构工作时,容易出现射频低、卡滞(或卡弹)、磨损不均或过快、停射或自动机零件开裂破断等故障,造成可靠性问题尤为突出。武器系统的可靠性试验过程投入大、周期长,延长了研制和定型周期,造成试验样本数往往比较少,在可靠性评估方面很难或基本不能反映产品的实际性能,对于产品本身和下一代相关产品的技术改进难以提供可靠的依据,更不可能产生明显的经济效益。因此,对于供弹机的可靠性相关问题的研究,需要从技术和手段上进行突破,从设计阶段入手分析和优化提高供弹机的可靠性。为解决火炮自动供弹机可靠性不高的问题,本文以某型大口径自动火炮为研究对象,设计适用于该自动火炮的关键机构——双路供弹系统,研究其动作特性,进行供弹机构可靠性分析,提出了评价自动火炮关键性能的有效方法,为双路供弹技术的研究提供参考和技术支持。论文具体研究内容如下：(1)结合课题的背景,考虑双路供弹系统自身的特性,分析其工作原理,确定各部分结构,考虑各个机构之间的配合关系以及双路供弹系统与武器本身的关系,应用UG叁维建模软件建立了虚拟样机模型,通过ADAMS进行供弹机构的动力学仿真分析；通过物理样机试验数据与仿真计算数据对比,各项数据误差均处于允许范围内,验证了虚拟样机模型的正确性；对数据对比结果误差较大的因素作进一步分析,考虑供弹系统某些大尺寸零部件易发生弹性变形和机构之间的耦合作用的特性,建立了刚柔耦合动力学模型进行分析,计算结果更符合实际工况,为供弹机可靠性分析提供依据。(2)建立了双路供弹机构多体系统运动微分方程,进行一阶和二阶结构灵敏度分析,找到对供弹机传动机构中的输出轴转动角度影响较大的参数,结合结构灵敏度的分析结果,利用响应面法建立极限状态函数,结合蒙特卡洛法分析系统响应对随机输入变量的敏感性。(3)通过对供弹机的压弹盖板材料属性和供弹动作性能属性的分析,提出并建立了一种不影响决策方案排序的多属性决策灵敏度分析模型与方法。分析了当相关属性权重改变时,对相应的属性权重向量进行平均修正,并求出了权重改变量,进而得到属性权重的灵敏度临界值和稳定区间的大小,通过比较,得到对决策方案排序的属性灵敏度,为多属性决策优化设计提供思路。(4)建立了供弹机动作分析的可靠性模型,提出了引入继承因子的混合Bayes方法,通过对比其他经典方法的可靠度置信下限和置信区间,验证了混合Bayes方法得到的区间估计结果更加精确稳定,可以有效的减少人为的主观因素对计算结果的影响,提高了评估结果的准确性。(5)通过对混合Bayes方法进行可靠性验证,得到了单元试验和历史数据数量与试验次数的对应关系。得到了适当减少单元试验数量或者增加历史数据组数,可以降低进行单元试验的成本和系统试验的成本,提高产品的研发效率；对于高可靠度单元进行Bayes方法的可靠性验证时,不需较多的单元试验次数,就可以在系统试验次数较小的情况下验收产品,从而降低了试验成本,提供了武器装备的试验与评定一种新的策略。(6)基于AHP层次分析法的分析结果,利用灰色决策关联度的思想,在对灰色方案决策分析的基础上,引入了区间数的概念,对灰色模糊多属性方案决策的方法进行了拓展和完善,提出了在非确定数据条件下通过灰色关联贴近度进行多属性决策的方案,并将其运用到不同类型的自动火炮系统机动性能评估决策的过程中,对机动性较为理想的火炮系统的防护性能进行进一步评估,评价结果正确、可靠,为自动火炮的关键性能的综合多属性决策评估提供了有参考价值的评价模型和评价方法。
秦伟, 冯敏, 张鹏程[10]2011年在《混凝土喷浆车行驶动力学研究》文中指出通过分析混凝土喷浆车的拓扑结构,应用RECURDYN、ANSYS软件,建立了整车在行驶状态下的刚柔耦合模型。在实际建模中,取大梁为柔体,根据相关路面标准,编制6种路面谱进行行驶分析,获得了相关零部件的动态参数,为混凝土喷浆车的总体及零部件设计提供依据。
参考文献：
[1]. 火炮牵引行驶动力学研究[D]. 王显会. 南京理工大学. 2003
[2]. 火炮牵引列车行驶动力学仿真[D]. 徐彬. 南京理工大学. 2006
[3]. 牵引火炮海绵轮胎改装充气轮胎仿真研究[D]. 毛向东. 南京理工大学. 2003
[4]. 车载武器行进间发射动力学研究[D]. 谢润. 南京理工大学. 2015
[5]. 某远程多管火箭炮行驶动力学和安全性分析[D]. 肖雄. 南京理工大学. 2016
[6]. 某牵引式火箭发射装置行驶动力学仿真[D]. 陈海库. 南京理工大学. 2009
[7]. 车载火箭炮行驶动力学仿真[D]. 秦伟. 南京理工大学. 2009
[8]. 火炮牵引动力学研究[J]. 王显会, 何永, 高树滋. 兵工学报. 2003
[9]. 自动火炮供弹机可靠性及关键性能评估策略研究[D]. 杨丽. 东北大学. 2015
[10]. 混凝土喷浆车行驶动力学研究[J]. 秦伟, 冯敏, 张鹏程. 建筑机械. 2011