枪械击发点火系统的点火可靠性仿真分析

为了提高枪械击发点火系统的点火可靠性,研究以一种小口径步枪击发点火系统为研究对象,设计系统模拟试验装置,开展了系统点火性能和可靠性试验研究。在此基础上,采用拉格朗日-欧拉流固耦合方法(ALE)建立了击发点火系统的点火模型,并搭建了参数化仿真平台,以压力启动时间为点火输出性能表征参数,建立了枪械击发点火系统的点火可靠性分析模型。通过将模型计算结果与试验数据进行对比验证,并模拟研究了击发点火系统结构和装配参数变化影响下的可靠性。结果表明:枪械击发点火可靠性分析模型计算结果与试验结果误差为0.72%,模型具有较好的准确性;各因素均值变化对系统可靠性的影响规律为:击针突出量>闭锁间隙>火台头部直径>底火壳厚度>底火装入深度>击针头部直径;标准差变化对系统可靠性影响较小。这些研究结果可为枪械击发点火系统的可靠性设计提供参考。

一种枪械击发点火系统可靠性分析软件的设计与实现

为了高效便捷地对枪械击发点火系统进行可靠性分析,设计开发了枪械击发点火系统可靠性分析软件。建立了该系统的仿真模型、可靠性分析模型及优化模型,并研究了可靠性分析及优化流程;设计了枪械击发点火系统可靠性分析软件架构,为功能模块的开发建立了基础。对小口径自动步枪击发点火系统可靠度分析进行实例验证并优化,结果表明:应用该软件得出系统可靠度为83.6%,与试验结果相比,在误差范围内;并通过优化可将系统可靠度提高20.48%,验证了该软件的可行性,为系统改进设计提供了技术支撑。

枪、弹等多领域协同设计系统构建

针对轻武器产品集中设计时间长、效率低的研发现状,研究了枪、弹等多领域各模块基于网络跨地域协同设计优化的系统构建及技术实现。通过分析轻武器产品多领域的协同业务需求,构建了轻武器产品跨地域的协同研制应用环境,研究了枪、弹等多领域协同设计与优化的模型架构,以及轻武器产品自顶向下协同设计的流程和实现技术,形成了多厂所之间基于网络开展异地协同设计的方式方法。应用实例表明,该协同设计系统及方法能够有效提高轻武器产品设计效率,降低研发成本。

枪械回转式闭锁机构设计分析一体化软件设计与开发

为了提高枪械回转式闭锁机构的设计质量与效率,将设计分析一体化思想引入设计过程中,研究并开发了回转式闭锁机构设计分析一体化软件。分析了闭锁机构设计过程,规划了软件应包括结构参数设计、零部件参数化建模、自动装配与干涉分析、机构动作分析、结构强度分析和数据管理等基本模块,提出了基于计算机辅助设计、工程和制造UG软件集成各计算程序及功能模块的软件总体框架。解决了软件集成框架设计与开发、UG/Open API函数调用、UG/MOTION/高级仿真模块应用及二次开发、数据管理与传递等关键技术,采用Visual Studio 2010编程工具,基于UG二次开发形成了回转式闭锁机构设计分析一体化软件。通过具体实例对软件的可行性及实用性进行了验证。结果表明,应用该软件能够使设计人员基于UG统一环境方便完成回转式闭锁机构的结构设计、参数化建模、计算校核与仿真分析等工作,缩短设计与分析之间的数据交换时间。

基于三维实体建模平台的榴弹CAD/CAE系统

榴弹 CAD 软件系统用于榴弹的辅助设计,是在可视化的三维实体建模软件平台上开发的。主要论述了软件的总体方案设计,系统主要功能.系统实现方法,三维实体建模软件环境下榴弹实体模型的参数提取方法,气动力计算、内外弹道仿真计算、威力计算、稳定性分析的模型建立与求解方法。

一维弹道修正弹气动分析与射程修正控制算法

为了提高炮弹的射击密集度,以安装有阻力环的一维弹道修正弹为研究对象,研究了阻力环结构对弹丸气动特性的影响情况,及通过控制阻力环打开时刻实现射程修正控制的算法。基于数值模拟方法,通过对相同外露高度和不同安装位置的阻力环结构方案进行外流场数值仿真和气动力参数计算,得出不同模型的增阻情况,为一维弹道修正弹气动外形设计提供参考。应用自编的一维弹道修正弹外弹道计算程序,分析了阻力环打开时刻对修正能力的影响,研究了阻力环打开时刻的计算方法。研究结果可为一维弹道修正炮弹的外弹道设计提供依据。

根据供弹导引空间姿态计算自动机负载的方法研究

通过分析某小口径舰炮供弹柔性导引的结构特征及运动特点,建立了柔性导引空间姿态仿真的数学模型,能够确定舰炮在任意射向射角工况下柔性导引各节"导链"的中心位置。根据各节"导链"的中心位置、弹链线速度和弹链与导引之间的摩擦因数等参数能够计算出弹链与柔性导引之间的摩擦力,从而可以计算出任意工况下自动机的负载,计算结果可作为确定自动机设计参数的依据。并对研究小口径舰炮扬供弹自适应技术有一定的指导意义。

火药燃烧性能的矢量计算方法

提出一种计算火药燃烧性能的矢量方法,能够计算任意截面形状火药燃烧过程中任意时刻火药的燃烧边长、燃烧面积、截面积和体积。为研究火药的实际燃烧规律开辟了一个新途径.对于指导火药装药设计具有重要的理论参考价值与工程实际意义。

轻武器杀伤效能优化设计平台研究与开发

为了从根本上改变轻武器弹药传统的"画加打"的设计方法,加快研制进度,提高杀伤效能,首次研究构建先进实用的轻武器杀伤效能优化设计平台。通过研究平台的总体集成框架、数据支撑技术、全弹道优化设计流程控制与数据传递等关键技术,突破异步模式的SolidWorks二次开发技术,使基于SolidWorks的弹头结构参数化模块成为平台可以调用的功能模块,为轻武器弹药设计人员构建了一个简便、实用的集成平台,实现了平台环境下的轻武器弹药的论证、设计与优化工作。

流体力学数值计算的逐次超松弛(SOR)并行算法

文中提出一种基于MPI的逐次超松弛并行算法,可以用来求解弹箭气动力数值计算过程中的这类大型线性方程组问题。提出了逐次超松弛法适合并行的变异的迭代格式,介绍了并行实现过程中的问题规则化处理,数据存储以及计算和通信过程。并通过数值试验证明了该方法的可行性。

轻武器杀伤效能优化设计平台集成技术

为了加快轻武器弹药研制进度,提高杀伤效能,建立一个简便、实用的轻武器杀伤效能优化设计平台。为使平台有机、协调工作,研究平台的集成技术,包括数据集成、过程集成、应用集成等3个层面。通过数据整合与管理实现数据集成,解决信息共享问题;采用应用程序封装技术、文件解析与重构技术等,实现全弹道计算的流程控制与各应用程序之间的数据自动流转;通过应用工具接口和封装实现了应用程序的集成,实现了商业CAD软件、专业计算程序、杀伤效能评估与优化等应用工具与平台的集成。平台运行结果证明:该平台集弹头结构参数化设计、专业程序计算、杀伤效能评估与优化设计、设计资料管理与维护、应用工具等为一体,可为轻武器弹药设计人员提供一个便捷、统一的设计环境。

流体力学数值计算中建立六面体网格拓扑关系的并行算法

建立网格拓扑关系是弹箭气动力数值计算过程中关键的一步。文中根据六面体规则网格相邻单元的关系约定,提出一种基于MPI建立六面体网格拓扑关系的并行算法。详细介绍了该算法的基本原理,并行实行过程中的规则化处理,数据存储及计算通信过程。并通过数值试验证明了该方法的可行性。

一维弹道修正弹的气动特性与修正量研究

为提高弹箭射击密集度,采用增阻环进行纵向距离修正。用Fluent软件对3种头部形状的榴弹进行仿真,结果与风洞实验对比,两者得到的阻力系数变化规律相同,验证了模型及模拟软件的正确性和可靠性。进一步仿真分析阻力环在不同安装位置对空气动力特性的影响以获得对应的阻力系数。建立一维弹道修正弹数学模型,用VC++6.0编写弹道程序,并对阻力环机构在弹道不同位置作用时对应的射程修正量进行计算与分析。

枪弹弹壳挤盂组合模新型设计与研究

为保证弹壳挤盂成形中模具的较高使用寿命,以冷挤压工艺理论为基础,结合有限元仿真技术对枪弹弹壳挤盂组合模进行新型设计。利用拉美优化公式计算得到组合模各层直径及径向过盈量,并通过DEFORM-3D软件对枪弹弹壳挤盂成形过程进行数值模拟。仿真结果表明:组合模内壁可以完全不受切向拉应力的作用,模具强度和承载能力是整体模的1.75倍左右。预应力组合模的合理设计能有效降低模具破裂的风险,使弹壳挤盂成形得到保证。

基于蒙特卡罗法的枪弹弹头外弹道散布特性分析

针对枪弹落点较为随机的问题,对随机因素影响下的枪弹弹头外弹道散布特性分析方法进行研究。分析各随机因素产生的原因,确定各随机因素的概率分布模型,并利用Matlab软件产生符合各随机因素概率分布的随机数;应用C++语言编制随机外弹道计算程序,通过循环调用各因素随机数进行外弹道虚拟试验,模拟得出多组弹丸落点坐标;利用经典的统计试验法——蒙特卡罗法分析得出弹丸落点的统计特性,结果与试验数据基本吻合。分析结果表明,该研究成果可以为减小弹头落点散布、提高射击精度提供技术支撑。

激光测距中微弱激光辐射测量技术

激光测距中微弱的目标回波信号探测是一难题,有效信号通常在皮焦,甚至飞焦水平。为了避免雪崩二极管的不稳定性,在研制的微弱激光辐射测量仪中采用了稳定性较好的硅光电二极管器件,并且采用了多种抗噪技术,在保证测量精度的同时,提高了测量灵敏度。实验数据表明系统微弱激光辐射测量能力达10-15J/cm2,不确定度为U=9.0%(k=2),且工作性能稳定,线性良好,满足激光测距指标。

基于UG二次开发的回转式闭锁机构参数化设计

为提高设计效率,在UG二次开发的基础上,对回转式闭锁机构进行参数化设计。在UG/NX8.0的操作界面下运用表达式的功能完成回转式闭锁机构参数化模型的建立,结合开发工具UG/Open Menu Script建立菜单文件、UG/Open UIStyler创建对话框,依托Microsoft Visual studio 2010下的Visual C#语言,生成基于UG对话框的动态链接库文件(*.dll文件),通过定制的菜单调用*.dll文件,完成回转式闭锁机构参数化系统设计。结果表明:该系统能准确、快速、有效地完成回转式闭锁机的参数化建模,可为提高闭锁机构的设计、制造和装配水平提供参考。

回转式闭锁机构参数化设计与动力学仿真

为了提高回转式闭锁机构的设计效率,基于结构设计原理在UG二次开发的基础上,对回转式闭锁机构进行参数化设计。在UG/NX8.0的操作界面下运用开发工具UG/Open Menu Script建立菜单文件、UG/Open UIStyler创建对话框,依托Microsoft Visual Studio 2010下的Visual C#语言,完成回转式闭锁机构参数化系统设计;采用C#编程语言编制内弹道计算软件,完成内弹道计算模型的建立并以此为动力学仿真驱动,在UG/motion模块对参数化后的模型进行动力学仿真,并对其可行性与可靠性进行了验证。结果表明,该闭锁机构的运动特性既满足了基本的设计指标要求和结构设计原理,又保证了开闭锁过程可靠工作,同时也为自动武器的进一步分析研究提供了一定的参考。

底凹装置对弹丸阻力系数的影响

为增大射程、增大弹丸的破坏威力和提高射击精度,采用Fluent软件研究底凹装置对弹丸阻力系数的影响。以某122底凹榴弹为例,利用UG建立122 mm普通榴弹和122 mm底凹榴弹的三维立体模型,并分别在不同马赫数和不同底凹深度条件下对其进行仿真对比分析。结果显示,当马赫数小于1时,阻力系数减小百分比最大,并且在底凹深度为100 mm时,弹丸具有最佳的减阻效果。仿真结果表明:底凹装置对弹丸有一定的减阻增程效果,在亚音速情况下效果最为明显;而增大底凹深度能增大减阻效果,但底凹深度有一最佳值。

基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法

针对基于插值法计算的解耦方法的反馈增益精度不高,以及采用非线性解耦算法需要的模型精度高,计算量大的问题,提出了基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法。该解耦方法在靶弹运动学和控制频域模型基础上,将开环传递函数矩阵分解为运动学耦合和控制耦合,通过引入一个预补偿器,使得运动和控制耦合的传递函数矩阵是对角占优的,便可以将补偿后的俯仰、偏航通道进行单独设计,进而实现靶弹姿态和过载解耦控制系统的设计。仿真结果表明,采用前置反馈补偿解耦方法有效解决了旋转靶弹俯仰和偏航通道之间的耦合效应,并且具有解耦器结构简单,动态响应性能好等优点。