全地形车载火箭武器发射动力学及行车振动研究
发布时间：2021-07-14 16:31
本文以轻型全地形车载火箭武器为研究对象,以提高武器系统射击密集度和行驶平顺性为目的,进行了发射动力学与行驶动力学研究。根据该武器系统的自身结构特点,考虑了八根定向管、俯仰轴、回转底座的弹性变形,采用模态缩减法生成柔性定向管、俯仰轴、回转底座,建立了全地形车载火箭炮刚柔耦合系统动力学模型,通过发射动力学仿真,得到了关键部件动力响应特性。分析了改善火箭武器射击密集度的可行方法,采用Isight多学科优化平台集成了武器系统的射序参数化虚拟样机和MATLAB初始扰动计算程序。以火箭弹初始扰动中间偏差为评价指标,使用试验设计的方法,对不同射序组合进行虚拟试验,得到了最佳的发射顺序。使用了变间隔发射的方法,把七个发射间隔定义为设计变量,起始扰动中间偏差定义为目标函数。通过多学科优化软件Isight集成了全地形车载火箭炮发射间隔参数化模型与初始扰动计算模型,构建近似模型用于模拟设计变量和响应之间的复杂关系,使用组合优化策略对模型进行优化,获得了合理的变发射间隔。在全地形车载火箭武器刚柔耦合模型的基础上,编制了C、D等级随机路面,建立了路面—车辆—火箭炮一体化时变系统模型,分别在不同行驶速度和不同路况...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 军用全地形车发展现状
1.2.2 车载武器发射动力学国内外研究现状
1.2.3 车辆—路面耦合系统动力学研究现状
1.3 论文的主要研究内容
2 全地形车载火箭武器结构组成与刚柔耦合多体动力学理论
2.1 全地形车载火箭武器系统结构组成
2.1.1 总体布局描述
2.1.2 轻质火箭武器系统关键技术
2.2 全地形车载火箭武器系统拓扑结构描述
2.3 刚柔耦合多体动力学方程建立
2.3.1 柔性体上点的速度和加速度
2.3.2 多柔体系统的能量
2.3.3 多柔体动力学方程
2.3.4 刚柔耦合多体动力学方程
2.4 本章小结
3 全地形车载火箭武器刚柔耦合发射动力特性研究
3.1 刚柔耦合模型的建立
3.1.1 柔性体建模
3.1.2 定义各零部件之间运动副
3.1.3 发射系统激励力的加载
3.2 武器系统发射动力特性分析
3.2.1 弹管碰撞分析
3.2.2 定向器束振动分析
3.2.3 俯仰轴的动载分析
3.2.4 回转体的动态响应分析
3.2.5 底座的动载荷分析
3.3 本章小结
4 全地形车载火箭武器提高射击密集度研究
4.1 改善射击密集度的措施
4.1.1 合适的炮口速度和炮口转速
4.1.2 减小武器系统振动引起的初始扰动
4.1.3 保证起始偏差最小
4.1.4 发射架振动引起初始扰动的计算
4.2 基于试验设计的发射顺序优化
4.2.1 刚柔耦合模型发射顺序参数化
4.2.2 试验设计
4.2.3 系统集成及运行
4.2.4 试验结果分析
4.3 固定发射间隔仿真分析
4.4 基于Isight的变发射间隔优化
4.4.1 优化数学模型
4.4.2 发射间隔模型参数化
4.4.3 近似模型构建
4.4.4 组合优化策略
4.4.5 Isight优化过程集成
4.4.6 优化结果分析
4.5 本章小结
5 基于刚柔耦合模型的车炮行驶动力学研究
5.1 路面模型的创建
5.1.1 功率谱密度的表示方法
5.1.2 路面不平度重构模型的建立
5.1.3 ADAMS中路面模型构建
5.2 轻型全地形车轮胎模型
5.2.1 轮胎力与力矩的计算
5.3 路面—车辆—炮刚柔耦合模型的建立
5.4 行驶动力学仿真分析
5.4.1 驱动加载
5.4.2 仿真分析
5.5 基于最优拉丁超立方设计的悬架参数优化
5.5.1 试验因子参数化
5.5.2 最优拉丁超立方设计
5.5.3 试验运行及结果分析
5.6 本章小结
6 结束语
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹药发射安全性试验方法进展[J]. 芮筱亭,王燕,王国平. 兵工自动化. 2012(12)
[2]火箭弹起始扰动仿真及试验验证[J]. 王国平,芮筱亭,杨富锋. 振动工程学报. 2012(05)
[3]轮式越野车动力学建模及行驶动力学特性仿真[J]. 王钦龙,王红岩,芮强. 装甲兵工程学院学报. 2012(05)
[4]导弹冷弹射过程建模及动力学仿真研究[J]. 赵克转,张高峰. 弹箭与制导学报. 2012(04)
[5]提高多管火箭炮发射火力密度研究[J]. 王雷,马大为,于存贵,周克栋. 火力与指挥控制. 2012(04)
[6]基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真[J]. 王孝兰,王荣本. 吉林大学学报(工学版). 2012(02)
[7]提高多管火箭射击密集度设计技术研究[J]. 贺军义,芮筱亭,王国平,杨海根,展志焕. 振动工程学报. 2011(06)
[8]基于随机路面激励的车炮刚柔耦合行驶动力学研究[J]. 任杰,李志刚,马大为,秦伟. 机械设计. 2011(07)
[9]车载导弹行进间发射动力学仿真分析[J]. 陈余军,姜毅. 弹箭与制导学报. 2011(01)
[10]三维路面模型的构建及其在Adams中的验证[J]. 杨益明,文爱民,刘奕贯. 公路交通科技. 2010(12)
博士论文
[1]防空火箭炮系统发射动力学研究[D]. 王雷.南京理工大学 2012
[2]基于模块化通用平台策略的飞机族设计优化方法[D]. 雍明培.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析及优化[D]. 彭文中.湖南大学 2010
[2]地面移动机器人载体及搭载平台机械设计与分析[D]. 杨林.南京理工大学 2009
[3]车载火箭炮行驶动力学仿真[D]. 秦伟.南京理工大学 2009
[4]某远程多管火箭发射车发射动力学仿真[D]. 许超营.电子科技大学 2009
[5]基于崎岖地形的月球车移动性能仿真研究[D]. 王梦宇.哈尔滨工业大学 2008
[6]某舰炮发射动力学仿真分析[D]. 申亮.南京理工大学 2008
[7]某跑车操纵稳定性分析和优化[D]. 赵荣远.湖南大学 2008
[8]基于驾驶模拟器的车辆动力学建模研究[D]. 徐学进.武汉理工大学 2007
[9]某共架发射系统的结构设计与动力学仿真分析[D]. 杨艳杰.南京理工大学 2007
本文编号：3284498
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 军用全地形车发展现状
1.2.2 车载武器发射动力学国内外研究现状
1.2.3 车辆—路面耦合系统动力学研究现状
1.3 论文的主要研究内容
2 全地形车载火箭武器结构组成与刚柔耦合多体动力学理论
2.1 全地形车载火箭武器系统结构组成
2.1.1 总体布局描述
2.1.2 轻质火箭武器系统关键技术
2.2 全地形车载火箭武器系统拓扑结构描述
2.3 刚柔耦合多体动力学方程建立
2.3.1 柔性体上点的速度和加速度
2.3.2 多柔体系统的能量
2.3.3 多柔体动力学方程
2.3.4 刚柔耦合多体动力学方程
2.4 本章小结
3 全地形车载火箭武器刚柔耦合发射动力特性研究
3.1 刚柔耦合模型的建立
3.1.1 柔性体建模
3.1.2 定义各零部件之间运动副
3.1.3 发射系统激励力的加载
3.2 武器系统发射动力特性分析
3.2.1 弹管碰撞分析
3.2.2 定向器束振动分析
3.2.3 俯仰轴的动载分析
3.2.4 回转体的动态响应分析
3.2.5 底座的动载荷分析
3.3 本章小结
4 全地形车载火箭武器提高射击密集度研究
4.1 改善射击密集度的措施
4.1.1 合适的炮口速度和炮口转速
4.1.2 减小武器系统振动引起的初始扰动
4.1.3 保证起始偏差最小
4.1.4 发射架振动引起初始扰动的计算
4.2 基于试验设计的发射顺序优化
4.2.1 刚柔耦合模型发射顺序参数化
4.2.2 试验设计
4.2.3 系统集成及运行
4.2.4 试验结果分析
4.3 固定发射间隔仿真分析
4.4 基于Isight的变发射间隔优化
4.4.1 优化数学模型
4.4.2 发射间隔模型参数化
4.4.3 近似模型构建
4.4.4 组合优化策略
4.4.5 Isight优化过程集成
4.4.6 优化结果分析
4.5 本章小结
5 基于刚柔耦合模型的车炮行驶动力学研究
5.1 路面模型的创建
5.1.1 功率谱密度的表示方法
5.1.2 路面不平度重构模型的建立
5.1.3 ADAMS中路面模型构建
5.2 轻型全地形车轮胎模型
5.2.1 轮胎力与力矩的计算
5.3 路面—车辆—炮刚柔耦合模型的建立
5.4 行驶动力学仿真分析
5.4.1 驱动加载
5.4.2 仿真分析
5.5 基于最优拉丁超立方设计的悬架参数优化
5.5.1 试验因子参数化
5.5.2 最优拉丁超立方设计
5.5.3 试验运行及结果分析
5.6 本章小结
6 结束语
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹药发射安全性试验方法进展[J]. 芮筱亭,王燕,王国平. 兵工自动化. 2012(12)
[2]火箭弹起始扰动仿真及试验验证[J]. 王国平,芮筱亭,杨富锋. 振动工程学报. 2012(05)
[3]轮式越野车动力学建模及行驶动力学特性仿真[J]. 王钦龙,王红岩,芮强. 装甲兵工程学院学报. 2012(05)
[4]导弹冷弹射过程建模及动力学仿真研究[J]. 赵克转,张高峰. 弹箭与制导学报. 2012(04)
[5]提高多管火箭炮发射火力密度研究[J]. 王雷,马大为,于存贵,周克栋. 火力与指挥控制. 2012(04)
[6]基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真[J]. 王孝兰,王荣本. 吉林大学学报(工学版). 2012(02)
[7]提高多管火箭射击密集度设计技术研究[J]. 贺军义,芮筱亭,王国平,杨海根,展志焕. 振动工程学报. 2011(06)
[8]基于随机路面激励的车炮刚柔耦合行驶动力学研究[J]. 任杰,李志刚,马大为,秦伟. 机械设计. 2011(07)
[9]车载导弹行进间发射动力学仿真分析[J]. 陈余军,姜毅. 弹箭与制导学报. 2011(01)
[10]三维路面模型的构建及其在Adams中的验证[J]. 杨益明,文爱民,刘奕贯. 公路交通科技. 2010(12)
博士论文
[1]防空火箭炮系统发射动力学研究[D]. 王雷.南京理工大学 2012
[2]基于模块化通用平台策略的飞机族设计优化方法[D]. 雍明培.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析及优化[D]. 彭文中.湖南大学 2010
[2]地面移动机器人载体及搭载平台机械设计与分析[D]. 杨林.南京理工大学 2009
[3]车载火箭炮行驶动力学仿真[D]. 秦伟.南京理工大学 2009
[4]某远程多管火箭发射车发射动力学仿真[D]. 许超营.电子科技大学 2009
[5]基于崎岖地形的月球车移动性能仿真研究[D]. 王梦宇.哈尔滨工业大学 2008
[6]某舰炮发射动力学仿真分析[D]. 申亮.南京理工大学 2008
[7]某跑车操纵稳定性分析和优化[D]. 赵荣远.湖南大学 2008
[8]基于驾驶模拟器的车辆动力学建模研究[D]. 徐学进.武汉理工大学 2007
[9]某共架发射系统的结构设计与动力学仿真分析[D]. 杨艳杰.南京理工大学 2007
本文编号：3284498
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