某转管武器弹簧缓冲装置的优化与设计
发布时间：2023-12-02 14:29
转管类武器装备中一项长期而又重要的研究课题是减小后坐阻力、提高射击精度。本文以已经设计定型的11管30mm转管炮缓冲装置为研究对象，对缓冲装置的多个重要的参数进行优化分析，得到各参数最优设计值组合，设计一个弹簧阻尼式结构的缓冲装置。主要研究内容及创新点如下： 第一，基于对该新型转管武器炮膛合力的分析，编写相应的计算程序得到炮膛合力的曲线数据。根据对该转管武器几个方面的基本条件假设、简化等效处理，建立了动力学理论计算模型和三维实体模型。 第二，很多学者研究转管武器炮膛合力在动力学仿真分析软件ADAMS中的添加方法是：建立比较精确的三维实体模型、以机心在凸轮曲线槽内的纵向位移作为参考，创建脚本控制命令，实现在动力学仿真分析软件ADAMS中转管武器炮膛合力的添加。这种转管武器炮膛合力的添加方法势必增加仿真分析难度。同时考虑到，其一资料缺乏；其二本文只针对缓冲装置这部分进行优化设计，没有必要把模型建立的那么复杂；其三动力学仿真分析软件ADAMS中测得转管武器身管组转过的角度呈单调递增或递减的规律而不断累加。因此本文简化三维实体模型的建立，以身管组转过的角度为依据，结合动力学仿真分析软件ADAM...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的选题背景、依据和意义
1.1.1 选题背景和依据
1.1.2 课题理论意义和实际应用价值
1.2 转管武器的国内外研究现状
1.2.1 国外转管武器的研究现状
1.2.2 国内转管武器的研究现状
1.3 缓冲技术的发展及应用现状
1.3.1 弹簧缓冲器
1.3.2 气体缓冲器
1.3.3 摩擦弹簧缓冲器
1.3.4 衬垫缓冲器
1.3.5 液压缓冲器
1.3.6 磁流变液缓冲
1.3.7 电流变液缓冲
1.3.8 可压缩液体缓冲
1.3.9 弹簧液压缓冲
1.4 本论文的研究思路及主要研究内容
2 炮膛合力的分析与计算
2.1 启动时期
2.2 弹丸膛内运动时期
2.3 火药燃气后效时期
2.4 惯性时期
2.5 本章小结
3 缓冲装置动力学模型的建立与分析
3.1 缓冲装置的工作原理及特点
3.2 基本条件假设与简化等效处理
3.3 转管武器在缓冲装置上运动方程的建立
3.4 转管武器在运动各阶段的后坐运动分析
3.4.1 弹簧缓冲装置缓冲运动的假设条件
3.4.2 转管武器在各阶段的后坐运动分析
3.5 转管武器实体模型的建立
3.6 本章小结
4 转管武器缓冲装置参数的优化分析
4.1 导入模型的基本设置与简化处理
4.1.1 ADAMS 接口类型与文件导入方法的介绍
4.1.2 ADAMS 中模型的检查修正
4.1.3 转管武器三维实体仿真模型的简化处理
4.2 炮膛合力在 ADAMS 中的施加方法研究
4.2.1 p-t曲线的处理
4.2.2 炮膛合力的添加方法
4.2.3 间隔、延时不同射击工况下炮膛合力的施加方法
4.2.4 炮膛合力添加的仿真分析结果
4.2.5 创建身管旋转角度-炮膛合力的曲线图
4.3 确定参数化的设计变量和优化目标
4.3.1 确定设计变量
4.3.2 确定优化的目标函数
4.4 优化仿真分析与试验
4.4.1 敏感度分析
4.4.2 优化分析结果
4.4.3 连发试验测试结果的对比
4.5 本章小结
5 缓冲装置的方案设计与阻尼材料的选择
5.1 缓冲装置总体结构设计及其工作原理介绍
5.2 阻尼技术的现状、发展与应用
5.2.1 阻尼技术的现状及其发展
5.2.2 阻尼技术的工程应用
5.3 阻尼的产生机理
5.4 阻尼耗能量的分析与数学描述
5.5 阻尼材料的选择
5.6 本章小结
6 缓冲簧与径向簧的参数设计
6.1 缓冲簧设计
6.1.1 弹簧类型的选择
6.1.2 弹簧材料的选取
6.1.3 缓冲簧相关参数的选取
6.1.4 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧尺寸计算
6.2 径向簧的设计
6.2.1 后坐总能量的确定
6.2.2 径向簧的设计
6.3 缓冲装置整体结构的设计
6.4 本章小结
7 总结
7.1 论文主要成果及创新点
7.2 今后工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3869857
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的选题背景、依据和意义
1.1.1 选题背景和依据
1.1.2 课题理论意义和实际应用价值
1.2 转管武器的国内外研究现状
1.2.1 国外转管武器的研究现状
1.2.2 国内转管武器的研究现状
1.3 缓冲技术的发展及应用现状
1.3.1 弹簧缓冲器
1.3.2 气体缓冲器
1.3.3 摩擦弹簧缓冲器
1.3.4 衬垫缓冲器
1.3.5 液压缓冲器
1.3.6 磁流变液缓冲
1.3.7 电流变液缓冲
1.3.8 可压缩液体缓冲
1.3.9 弹簧液压缓冲
1.4 本论文的研究思路及主要研究内容
2 炮膛合力的分析与计算
2.1 启动时期
2.2 弹丸膛内运动时期
2.3 火药燃气后效时期
2.4 惯性时期
2.5 本章小结
3 缓冲装置动力学模型的建立与分析
3.1 缓冲装置的工作原理及特点
3.2 基本条件假设与简化等效处理
3.3 转管武器在缓冲装置上运动方程的建立
3.4 转管武器在运动各阶段的后坐运动分析
3.4.1 弹簧缓冲装置缓冲运动的假设条件
3.4.2 转管武器在各阶段的后坐运动分析
3.5 转管武器实体模型的建立
3.6 本章小结
4 转管武器缓冲装置参数的优化分析
4.1 导入模型的基本设置与简化处理
4.1.1 ADAMS 接口类型与文件导入方法的介绍
4.1.2 ADAMS 中模型的检查修正
4.1.3 转管武器三维实体仿真模型的简化处理
4.2 炮膛合力在 ADAMS 中的施加方法研究
4.2.1 p-t曲线的处理
4.2.2 炮膛合力的添加方法
4.2.3 间隔、延时不同射击工况下炮膛合力的施加方法
4.2.4 炮膛合力添加的仿真分析结果
4.2.5 创建身管旋转角度-炮膛合力的曲线图
4.3 确定参数化的设计变量和优化目标
4.3.1 确定设计变量
4.3.2 确定优化的目标函数
4.4 优化仿真分析与试验
4.4.1 敏感度分析
4.4.2 优化分析结果
4.4.3 连发试验测试结果的对比
4.5 本章小结
5 缓冲装置的方案设计与阻尼材料的选择
5.1 缓冲装置总体结构设计及其工作原理介绍
5.2 阻尼技术的现状、发展与应用
5.2.1 阻尼技术的现状及其发展
5.2.2 阻尼技术的工程应用
5.3 阻尼的产生机理
5.4 阻尼耗能量的分析与数学描述
5.5 阻尼材料的选择
5.6 本章小结
6 缓冲簧与径向簧的参数设计
6.1 缓冲簧设计
6.1.1 弹簧类型的选择
6.1.2 弹簧材料的选取
6.1.3 缓冲簧相关参数的选取
6.1.4 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧尺寸计算
6.2 径向簧的设计
6.2.1 后坐总能量的确定
6.2.2 径向簧的设计
6.3 缓冲装置整体结构的设计
6.4 本章小结
7 总结
7.1 论文主要成果及创新点
7.2 今后工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
本文编号：3869857
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