某自动步枪典型故障可靠性分析及研究
发布时间：2021-05-18 14:45
自动步枪作为步兵使用的主要武器,也是其他兵种的辅助武器。保证自动步枪的可靠性不仅是保证士兵的生命安全,也是提高部队在战争冲突中获胜概率的重要条件。本文以某自动步枪的闭锁机构、抛壳机构和供弹机构典型故障为顶事件,建立了对应的故障树模型,并根据故障树提出了一些减少故障的措施。对某自动步枪的闭锁机构进行闭锁动作可靠性分析,在ADAMS中建立了闭锁动作可靠性虚拟样机模型,分析得到了在随机因素影响下的故障率,进行了基于故障率的参数灵敏度分析,通过仿真分析表明枪机框导轨半径、机头导柱半径和击针簧预压力是影响该闭锁机构动作可靠性的主要因素。对某自动步枪拉壳钩进行了强度可靠性分析。通过用面向对象的脚本语言Python对有限元软件ABAQUS进行二次开发,编制拉壳钩的参数化建模和后处理二次开发界面,实现了数据读取与结果输出。基于正交试验,采用矩阵分析法探讨了结构参数对拉壳钩钩齿结构强度的影响。结果表明拉壳钩钩齿部位的三个结构参数（角度、倒角和半径）对拉壳钩钩齿强度有着显著影响,其主次顺序为:半径>倒角>角度。建立了某自动步枪拉壳钩强度预测神经网络模型,该神经网络输入层有3个神经元（角度、倒角...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 故障树分析
1.2.2 动作可靠性分析
1.2.3 强度可靠性分析
1.3 本论文主要工作
1.4 本章小结
2 自动步枪典型故障故障树分析
2.1 故障树分析法中的基本概念和符号
2.1.1 故障树符号
2.1.2 自动步枪典型故障描述
2.2 不闭锁故障树
2.3 抛壳故障树
2.3.1 不抽壳故障树
2.3.2 不抛壳故障树
2.3.3 卡壳故障树
2.4 进弹故障树
2.4.1 卡弹故障树
2.4.2 空膛故障树
2.5 拉壳钩钩齿断裂故障树
2.6 本章小结
3 开闭锁机构动作可靠性分析
3.1 机构动作可靠性的基本概念
3.2 Monte Carlo模拟法
3.2.1 Monte Carlo模拟法理论基础
3.2.2 Monte Carlo模拟法可靠性分析原理与计算公式
3.2.3 Monte Carlo模拟法的流程
3.3 开闭锁机构动力学仿真模型
3.3.1 模型属性设置
3.3.2 闭锁动作过程分析
3.4 闭锁动作可靠性分析计算
3.4.1 影响闭锁动作可靠性的设计因素
3.4.2 影响因素分布类型
3.4.3 闭锁动作可靠性判据
3.4.4 设计因素的随机抽样与检验
3.4.5 闭锁动作可靠性的计算结果
3.5 基于故障率的设计因素灵敏度分析
3.5.1 Monte Carlo可靠性灵敏度分析基本原理
3.5.2 基于故障率的闭锁机构参数灵敏度分析
3.6 本章小结
4 基于强度的拉壳钩可靠性及灵敏度分析
4.1 抛壳过程动态应力分析
4.1.1 模型简化及仿真参数设置
4.1.2 抛壳过程动态应力仿真分析
4.2 抛壳模型参数化的实现
4.2.1 ABAQUS软件二次开发简介
4.2.2 ABAQUS脚本接口
4.2.3 插件集成方式
4.2.4 前处理界面
4.2.5 批处理分析
4.2.6 后处理界面
4.2.7 敏感区域结果提取
4.3 基于拉壳钩强度的参数灵敏度分析
4.3.1 正交实验设计和矩阵分析法原理
4.3.2 正交试验设计
4.3.3 正交试验结果及分析
4.4 强度可靠性分析
4.4.1 参数取值
4.4.2 可靠性分析结果
4.5 本章小结
5 基于神经网络的拉壳钩强度可靠性分析
5.1 神经网络方法
5.2 基于强度判据的神经网络拟合
5.3 拟合结果分析
5.3.1 均方误差(MSE)分析
5.3.2 混淆矩阵分析
5.3.3 ROC曲线分析
5.3.4 基于神经网络拟合的可靠度预测
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计方法研究[J]. 邹衍,徐诚,罗少敏,杨洋. 兵工学报. 2017(02)
[2]武器装备系统可靠性工程综述[J]. 王佳奇,尚俊超,曲之政. 农业开发与装备. 2016(01)
[3]正交试验设计的应用及分析[J]. 王玄静. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2016(01)
[4]考虑尺寸链约束的枪械典型机构动作可靠性优化[J]. 黄玲,张丽平,方峻. 兵工自动化. 2015(09)
[5]ABAQUS二次开发在橡胶金属环性能分析中的应用[J]. 刘长军,霍肇波,丁春华,盛贵宾. 机械传动. 2014(05)
[6]基于ADAMS二次开发软件的星箭分离分析平台研究[J]. 卢松涛,雷凯,商显扬. 系统仿真技术. 2013(03)
[7]基于模糊故障树的某型步枪卡弹故障机理分析[J]. 蔡伟,王瑞林,李涛. 科技通报. 2013(06)
[8]95式步枪常见故障攻略[J]. 胡德利,张克勇,胡伟宸. 兵器知识. 2013(04)
[9]某型自动步枪可靠性分析[J]. 余家武. 四川兵工学报. 2009(03)
[10]正交试验设计的矩阵分析方法[J]. 周玉珠. 数学的实践与认识. 2009(02)
博士论文
[1]考虑综合因素的飞行器复杂机构可靠性试验研究[D]. 孙中超.西北工业大学 2014
硕士论文
[1]枪弹弹头发射强度可靠性分析方法研究[D]. 柏迅.中北大学 2017
[2]致命/非致命兼容发射装置性能分析与研究[D]. 李锦.南京理工大学 2016
[3]基于模糊故障树法的输电线路检修作业的风险评估与预控[D]. 李志会.北京交通大学 2015
[4]某多管火箭炮参数化建模及仿真优化[D]. 邵培.南京理工大学 2015
[5]空空导弹系统可靠性研究[D]. 李江龙.哈尔滨工程大学 2015
[6]某5.8mm突击步枪“回”形运动枪机可靠性分析[D]. 杨梅森.南京理工大学 2013
[7]铁道客车动力学性能灵敏度分析及稳健设计[D]. 张兆丰.中南大学 2012
[8]内能源转管武器可靠性分析[D]. 张世隆.中北大学 2011
[9]机构可靠性在转管武器机构仿真中的应用研究[D]. 郭云健.中北大学 2010
[10]某特种机械的动力学仿真及有限元分析[D]. 冯海星.南京理工大学 2009
本文编号：3193975
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 故障树分析
1.2.2 动作可靠性分析
1.2.3 强度可靠性分析
1.3 本论文主要工作
1.4 本章小结
2 自动步枪典型故障故障树分析
2.1 故障树分析法中的基本概念和符号
2.1.1 故障树符号
2.1.2 自动步枪典型故障描述
2.2 不闭锁故障树
2.3 抛壳故障树
2.3.1 不抽壳故障树
2.3.2 不抛壳故障树
2.3.3 卡壳故障树
2.4 进弹故障树
2.4.1 卡弹故障树
2.4.2 空膛故障树
2.5 拉壳钩钩齿断裂故障树
2.6 本章小结
3 开闭锁机构动作可靠性分析
3.1 机构动作可靠性的基本概念
3.2 Monte Carlo模拟法
3.2.1 Monte Carlo模拟法理论基础
3.2.2 Monte Carlo模拟法可靠性分析原理与计算公式
3.2.3 Monte Carlo模拟法的流程
3.3 开闭锁机构动力学仿真模型
3.3.1 模型属性设置
3.3.2 闭锁动作过程分析
3.4 闭锁动作可靠性分析计算
3.4.1 影响闭锁动作可靠性的设计因素
3.4.2 影响因素分布类型
3.4.3 闭锁动作可靠性判据
3.4.4 设计因素的随机抽样与检验
3.4.5 闭锁动作可靠性的计算结果
3.5 基于故障率的设计因素灵敏度分析
3.5.1 Monte Carlo可靠性灵敏度分析基本原理
3.5.2 基于故障率的闭锁机构参数灵敏度分析
3.6 本章小结
4 基于强度的拉壳钩可靠性及灵敏度分析
4.1 抛壳过程动态应力分析
4.1.1 模型简化及仿真参数设置
4.1.2 抛壳过程动态应力仿真分析
4.2 抛壳模型参数化的实现
4.2.1 ABAQUS软件二次开发简介
4.2.2 ABAQUS脚本接口
4.2.3 插件集成方式
4.2.4 前处理界面
4.2.5 批处理分析
4.2.6 后处理界面
4.2.7 敏感区域结果提取
4.3 基于拉壳钩强度的参数灵敏度分析
4.3.1 正交实验设计和矩阵分析法原理
4.3.2 正交试验设计
4.3.3 正交试验结果及分析
4.4 强度可靠性分析
4.4.1 参数取值
4.4.2 可靠性分析结果
4.5 本章小结
5 基于神经网络的拉壳钩强度可靠性分析
5.1 神经网络方法
5.2 基于强度判据的神经网络拟合
5.3 拟合结果分析
5.3.1 均方误差(MSE)分析
5.3.2 混淆矩阵分析
5.3.3 ROC曲线分析
5.3.4 基于神经网络拟合的可靠度预测
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计方法研究[J]. 邹衍,徐诚,罗少敏,杨洋. 兵工学报. 2017(02)
[2]武器装备系统可靠性工程综述[J]. 王佳奇,尚俊超,曲之政. 农业开发与装备. 2016(01)
[3]正交试验设计的应用及分析[J]. 王玄静. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2016(01)
[4]考虑尺寸链约束的枪械典型机构动作可靠性优化[J]. 黄玲,张丽平,方峻. 兵工自动化. 2015(09)
[5]ABAQUS二次开发在橡胶金属环性能分析中的应用[J]. 刘长军,霍肇波,丁春华,盛贵宾. 机械传动. 2014(05)
[6]基于ADAMS二次开发软件的星箭分离分析平台研究[J]. 卢松涛,雷凯,商显扬. 系统仿真技术. 2013(03)
[7]基于模糊故障树的某型步枪卡弹故障机理分析[J]. 蔡伟,王瑞林,李涛. 科技通报. 2013(06)
[8]95式步枪常见故障攻略[J]. 胡德利,张克勇,胡伟宸. 兵器知识. 2013(04)
[9]某型自动步枪可靠性分析[J]. 余家武. 四川兵工学报. 2009(03)
[10]正交试验设计的矩阵分析方法[J]. 周玉珠. 数学的实践与认识. 2009(02)
博士论文
[1]考虑综合因素的飞行器复杂机构可靠性试验研究[D]. 孙中超.西北工业大学 2014
硕士论文
[1]枪弹弹头发射强度可靠性分析方法研究[D]. 柏迅.中北大学 2017
[2]致命/非致命兼容发射装置性能分析与研究[D]. 李锦.南京理工大学 2016
[3]基于模糊故障树法的输电线路检修作业的风险评估与预控[D]. 李志会.北京交通大学 2015
[4]某多管火箭炮参数化建模及仿真优化[D]. 邵培.南京理工大学 2015
[5]空空导弹系统可靠性研究[D]. 李江龙.哈尔滨工程大学 2015
[6]某5.8mm突击步枪“回”形运动枪机可靠性分析[D]. 杨梅森.南京理工大学 2013
[7]铁道客车动力学性能灵敏度分析及稳健设计[D]. 张兆丰.中南大学 2012
[8]内能源转管武器可靠性分析[D]. 张世隆.中北大学 2011
[9]机构可靠性在转管武器机构仿真中的应用研究[D]. 郭云健.中北大学 2010
[10]某特种机械的动力学仿真及有限元分析[D]. 冯海星.南京理工大学 2009
本文编号：3193975
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