两栖火炮水上射击稳定性分析及身管振动控制研究
发布时间：2022-11-08 19:59
两栖登陆作战是我国未来战争中的一种主要作战形式，具有两栖作战能力的自行火炮以作为我军机动作战部队抢滩登陆的重要武器装备，除了稳定性、快速性等方面的要求外，还必须能够进行水上射击并保证较好的射击稳定性和射击精度，而影响射击精度的直接因素是火炮的炮口振动，因此，研究水上射击时火炮身管的振动对于进行两栖火炮水上射击动力学分析，实现两栖自行火炮水上射击并提高其射击精度，具有十分重要的理论和实际意义。 本文在分析了火炮水上射击时受到的各种载荷后，以机械系统动力学仿真软件ADAMS为计算工具，将身管作为柔性体处理，建立了考虑弹丸与身管的接触-碰撞、身管和摇架的接触-碰撞、摇架耳轴和耳轴室的接触-碰撞、高低机主齿轮与摇架齿弧的接触-碰撞、回转支撑座圈与底盘的接触-碰撞等两栖火炮水上射击动力学模型，对静水中纵向和横向射击时的动力学过程进行了数值仿真。根据仿真结果分析了两栖火炮水上射击时的后坐阻力规律和车体运动规律，并重点分析了水上射击时车体运动、发射载荷和车体运动对身管振动的影响，最后对火炮身管振动特性和参数的影响进行了分析； 接着在以上研究的基础上，运用船舶理论分析了规则波海浪对车体作用...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 国内外研究发展与现状
1.3 ADAMS 的动力学计算理论
1.5 论文主要研究内容
2 两栖火炮水上射击时身管振动特点及载荷分析
2.1 火炮身管振动概述
2.2 两栖火炮水上射击时的特点
2.3 两栖火炮水上射击时的载荷计算
2.3.1 炮膛合力
2.3.2 后坐阻力计算
2.3.3 浮力和浮力矩
2.3.4 水阻力和水阻力矩
2.5 小结
3 静水中射击时的稳定性和身管振动特性研究
3.1 ADMAS 中接触-碰撞模型参数的确定
3.2 膛线身管柔性体的建立
3.2.1 膛线身管建模
3.2.2 ABAQUS 生成身管柔性体
3.3 两栖自行火炮射击时的接触碰撞模型
3.3.1 弹丸与膛线身管的刚柔耦合接触-碰撞模型
3.3.2 身管与摇架的刚柔接触-碰撞-滑移模型
3.3.3 高低机主齿轮与摇架齿弧的接触-碰撞模型
3.3.4 摇架耳轴与耳轴室的接触-碰撞模型
3.3.5 回转支撑座圈与底盘的动力学模型
3.4 水上射击时的身管振动动力学仿真模型的建立
3.4.1 全炮坐标系的建立
3.4.2 确定动力学仿真模型中的各种约束
3.4.3 仿真模型中载荷的施加
3.5 数值仿真计算
3.5.1 纵向射击的数值仿真计算
3.5.2 横向射击的数值仿真计算
3.6 小结
4 规则波作用下水上射击稳定性和身管振动特性研究
4.1 波浪的数学描述
4.2 规则波浪激励力
4.3 仿真结果分析
4.4 小结
5 两栖火炮水上射击身管振动控制研究
5.1 火炮身管振动主动控制方案
5.2 身管振动控制仿真模型的建立
5.2.1 PID 控制概述
5.2.2 联合控制仿真模型的建立
5.2.3 PID 控制器参数的整定
5.3 两栖火炮水上射击身管主动振动控制仿真
5.4 小结
6 结论和展望
6.1 本论文主要结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]两栖武器水上射击后坐运动规律研究[J]. 李美彦,郭保全. 舰船科学技术. 2010(11)
[2]基于Solidworks二次开发的两栖武器浮心与浮态计算方法[J]. 李美彦,郭保全,潘丹阳. 火炮发射与控制学报. 2010(03)
[3]两栖车辆在波浪中航行时的摇荡分析及解决方法[J]. 徐国英,薛劲橹. 兵工学报. 2010(05)
[4]多管火箭起始扰动控制研究[J]. 杨富锋,芮筱亭,王强,王国平. 南京理工大学学报(自然科学版). 2010(01)
[5]高斯最小拘束原理在火炮振动分析中的应用[J]. 史跃东,王德石. 火炮发射与控制学报. 2009(04)
[6]国外火炮动力学发展综述[J]. 王宝元,马春茂. 火炮发射与控制学报. 2009(03)
[7]计及柔性效应的火炮身管动力学模型分析[J]. 王颖泽,张小兵,袁亚雄. 火炮发射与控制学报. 2008(04)
[8]基于有限元的某型坦克炮身管模态分析[J]. 吴东亚,邢宏光,崔军,邵思杰. 科技导报. 2008(23)
[9]计及齿轮-齿弧接触的火炮动力学分析[J]. 曾晋春,杨国来,王晓锋. 弹道学报. 2008(02)
[10]两栖作战武器线性横摇运动动力学分析[J]. 马新谋,潘玉田,马昀. 火炮发射与控制学报. 2008(02)
博士论文
[1]车载炮动态非线性有限元仿真研究[D]. 葛建立.南京理工大学 2007
[2]移动质量激励梁振动主动控制研究[D]. 胡红生.南京理工大学 2005
[3]多柔体系统参数化模型及其在火炮中的应用研究[D]. 杨国来.南京理工大学 1999
硕士论文
[1]规则波作用下起重船的动力学分析[D]. 尤心一.华中科技大学 2009
[2]某舰炮非线性有限元动力学分析[D]. 徐宝.南京理工大学 2007
本文编号：3704467
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 国内外研究发展与现状
1.3 ADAMS 的动力学计算理论
1.5 论文主要研究内容
2 两栖火炮水上射击时身管振动特点及载荷分析
2.1 火炮身管振动概述
2.2 两栖火炮水上射击时的特点
2.3 两栖火炮水上射击时的载荷计算
2.3.1 炮膛合力
2.3.2 后坐阻力计算
2.3.3 浮力和浮力矩
2.3.4 水阻力和水阻力矩
2.5 小结
3 静水中射击时的稳定性和身管振动特性研究
3.1 ADMAS 中接触-碰撞模型参数的确定
3.2 膛线身管柔性体的建立
3.2.1 膛线身管建模
3.2.2 ABAQUS 生成身管柔性体
3.3 两栖自行火炮射击时的接触碰撞模型
3.3.1 弹丸与膛线身管的刚柔耦合接触-碰撞模型
3.3.2 身管与摇架的刚柔接触-碰撞-滑移模型
3.3.3 高低机主齿轮与摇架齿弧的接触-碰撞模型
3.3.4 摇架耳轴与耳轴室的接触-碰撞模型
3.3.5 回转支撑座圈与底盘的动力学模型
3.4 水上射击时的身管振动动力学仿真模型的建立
3.4.1 全炮坐标系的建立
3.4.2 确定动力学仿真模型中的各种约束
3.4.3 仿真模型中载荷的施加
3.5 数值仿真计算
3.5.1 纵向射击的数值仿真计算
3.5.2 横向射击的数值仿真计算
3.6 小结
4 规则波作用下水上射击稳定性和身管振动特性研究
4.1 波浪的数学描述
4.2 规则波浪激励力
4.3 仿真结果分析
4.4 小结
5 两栖火炮水上射击身管振动控制研究
5.1 火炮身管振动主动控制方案
5.2 身管振动控制仿真模型的建立
5.2.1 PID 控制概述
5.2.2 联合控制仿真模型的建立
5.2.3 PID 控制器参数的整定
5.3 两栖火炮水上射击身管主动振动控制仿真
5.4 小结
6 结论和展望
6.1 本论文主要结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]两栖武器水上射击后坐运动规律研究[J]. 李美彦,郭保全. 舰船科学技术. 2010(11)
[2]基于Solidworks二次开发的两栖武器浮心与浮态计算方法[J]. 李美彦,郭保全,潘丹阳. 火炮发射与控制学报. 2010(03)
[3]两栖车辆在波浪中航行时的摇荡分析及解决方法[J]. 徐国英,薛劲橹. 兵工学报. 2010(05)
[4]多管火箭起始扰动控制研究[J]. 杨富锋,芮筱亭,王强,王国平. 南京理工大学学报(自然科学版). 2010(01)
[5]高斯最小拘束原理在火炮振动分析中的应用[J]. 史跃东,王德石. 火炮发射与控制学报. 2009(04)
[6]国外火炮动力学发展综述[J]. 王宝元,马春茂. 火炮发射与控制学报. 2009(03)
[7]计及柔性效应的火炮身管动力学模型分析[J]. 王颖泽,张小兵,袁亚雄. 火炮发射与控制学报. 2008(04)
[8]基于有限元的某型坦克炮身管模态分析[J]. 吴东亚,邢宏光,崔军,邵思杰. 科技导报. 2008(23)
[9]计及齿轮-齿弧接触的火炮动力学分析[J]. 曾晋春,杨国来,王晓锋. 弹道学报. 2008(02)
[10]两栖作战武器线性横摇运动动力学分析[J]. 马新谋,潘玉田,马昀. 火炮发射与控制学报. 2008(02)
博士论文
[1]车载炮动态非线性有限元仿真研究[D]. 葛建立.南京理工大学 2007
[2]移动质量激励梁振动主动控制研究[D]. 胡红生.南京理工大学 2005
[3]多柔体系统参数化模型及其在火炮中的应用研究[D]. 杨国来.南京理工大学 1999
硕士论文
[1]规则波作用下起重船的动力学分析[D]. 尤心一.华中科技大学 2009
[2]某舰炮非线性有限元动力学分析[D]. 徐宝.南京理工大学 2007
本文编号：3704467
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