炮口扰动影响参数分析与优化研究

针对减小火炮炮口扰动问题,建立了某型榴弹炮的虚拟样机模型,考虑了后坐质量偏心、土壤介质、高低机传动间隙和蝶形弹簧的刚度与阻尼等因素,以炮口线速度和角速度表征炮口扰动,构建优化目标函数,通过灵敏度分析获得各因素对炮口扰动的影响程度,对炮口扰动进行优化。仿真结果表明,考虑了高低机传动间隙和缓冲制动装置的虚拟样机更能够反映火炮实际发射过程和受力规律,并且可以为炮口扰动优化提供一定依据。

变化油压冲击下火炮制退机唇形密封圈的动密封性能

研究制退机唇形橡胶圈在火炮高速发射时的动密封性能。分析唇形密封圈的工作原理,利用微观组织分析方法研究密封圈失效机制;通过橡胶力学性能试验和拟合寻优,确定橡胶超弹性本构模型,利用ABAQUS建立密封圈轴对称有限元模型;通过ADAMS仿真求解得到不同装药条件下制退机后坐速度、变化油压等参数,并综合考虑初始过盈量、摩擦因数、动密封速度等因素,分别对密封圈的安装、静密封和动密封等工况进行模拟;根据密封圈失效准则,研究变化油压冲击作用下的唇形橡胶圈动密封性能,对研究和掌握火炮发射状态下唇形密封圈的寿命规律具有一定参考价值。

火炮制退机节制环失效微观机理的实验研究

为了研究火炮制退机节制环的故障原因和失效机理,基于金属腐蚀磨损理论和微观分析技术,综合运用光学金相显微镜分析、扫描电镜及能谱分析、显微硬度测定、电感耦合等离子体质谱法和火焰原子吸收光谱法等分析测试手段,结合报废节制环和从大修工厂待修火炮上采集的驻退液样本,从微观层面分析了节制环失效机理。研究表明,节制环作为制退机产生后坐阻力的关键部件之一,主要受到冲击磨损、化学腐蚀和气蚀破坏的复合作用而失效。

基于ADAMS与CPSO算法的火炮结构参数优化设计研究

针对火炮动力学模型是多部件、强非线性的系统,直接在ADAMS环境下对火炮结构参数进行优化,可能存在实现难度大、迭代次数过多、优化效果不明显等问题,提出了基于ADAMS与CPSO算法相结合的火炮结构参数优化设计方法.在利用Pro/E与ADAMS建立火炮虚拟样机并进行仿真试验的基础上,采用混沌粒子群算法对火炮结构参数进行优化,从而获得火炮结构参数和炮口扰动优化结果.根据优化值与初始值的对比分析,证明了文中所提优化设计方法合理可行.

基于均匀设计与RBF网络的火炮优化目标函数构建方法研究

为解决虚拟样机优化运算量大、耗费时间较长等问题,达到脱离虚拟样机仿真环境、提高参数优化效率的目的,以炮口扰动最小化为优化目标,选取待优化结构参数,利用均匀试验设计方法和虚拟样机仿真结果建立输入输出样本库,用基于K-means聚类算法的广义RBF网络求解得到待优化结构参数与炮口扰动指标的非线性映射关系,并对相应指标进行加权处理,最终确定了炮口扰动优化目标函数,为有效利用优化算法对火炮结构参数进行优化提供了依据。

在线教育对军队院校装备课程教学改革的启示

在当今信息快速发展的时代,随着互联网等技术的广泛应用,在线教育给高等教育带来了革命性的变化,军队院校也应紧跟形势开展在线教育,对传统课程,尤其是装备课程进行教学改革。本文从分析传统的装备课程教学模式出发,指出了当前装备教学中存在的问题,论述了在线教育的发展动态,阐明了装备课程开展在线教育的意义,以及研究了装备课程开展在线教育的主要工作,从而为军队院校装备课程在线教育的顺利实施奠定基础。

火炮发射药装药自动识别方法

发射装药号是影响火炮身管寿命的重要因素,为自动识别火炮发射药的装药号,避免人工记录失误和完善火炮射弹履历,分析了装药号自动识别原理,运用火炮动力学分析理论和ADAMS虚拟样机技术,建立火炮发射动力学虚拟样机。通过仿真试验获取样本数据,应用BP神经网络进行学习和训练,从而建立装药号和测试数据之间的非线性映射关系,实现对火炮发射装药号的精确预测。

火炮高低机缓冲制动过程振动分析与仿真研究

为研究火炮高低机缓冲制动过程的作用规律,分析了缓冲制动装置结构和作用机理,建立了蜗杆轴向振动微分方程。在此基础上,建立了缓冲制动装置的虚拟样机模型。考虑冲击外力、传动间隙、碟形弹簧刚度、阻尼及预压力等因素,仿真得出蜗杆和摩擦片的振动响应曲线,与部件实际运动规律相吻合。重点考虑传动间隙对缓冲制动装置的影响,仿真结果表明,制动盘和摩擦片的间隙只有控制在一定范围内,缓冲制动装置才能充分发挥其效能。

火炮驻退机节制环耐磨涂层的制备与性能研究

冲蚀磨损是造成火炮驻退机节制环失效的主要原因。为提高节制环的耐磨能力和固有可靠性,采用微弧沉积涂层和激光熔覆工艺在节制环内径表面分别制备铜基合金与镍基合金涂层,利用金相显微镜和显微硬度计分析合金涂层的表面形貌、内部组织及显微硬度。结果表明:微弧沉积涂层平均厚度为80μm,厚薄不均,铜基和镍基合金涂层的显微硬度分别为560HV和630HV;激光熔覆涂层平均厚度为140μm,均匀致密,铜基和镍基合金涂层的显微硬度分别为440HV和460HV。根据合金涂层的组织形貌、涂层质量和显微硬度,初步选择微弧沉积铜基合金涂层和激光熔覆镍基合金涂层作为下一步研究的对象。

弹丸膛内运动过程中弹带塑性变形的宏观与微观机理研究

弹丸膛内运动过程中,弹带承受高强度冲击载荷与高速摩擦,其高温条件下瞬态塑性变形的微观机理十分复杂。根据膛内载荷特征,基于金属材料学进行弹带塑性变形的微观机理研究,通过分析弹丸发射后的弹带硬度分布及组织演变规律,探索其宏观形变的细观与微观本质。研究表明,弹带挤进后具有明显的层状特征,硬度最高的表层纤维组织因剧烈摩擦而迅速升温并导致局部再结晶,弹带内部区域未发生大尺度形变,摩擦产生的表面金属熔化膜是抑制塑性变形向内层延伸的重要因素之一。

火炮用PCrMo钢激光熔覆MoS_2润滑涂层摩擦学性能研究

PCr Mo钢是导致火炮系统故障的磨损失效零部件主要材料.为了提高零部件的寿命,将固体润滑技术引入火炮抗磨减磨设计中.选取8-10μm和3-5μm两种粒度下二硫化钼作为固体润滑材料,采用激光熔覆工艺在PCr Mo钢试样表面制备润滑涂层.通过对涂层宏观性能表征,发现粒度小的涂层熔覆厚度较好;采用扫描电镜和能谱仪分别对涂层表面、剖面微观形貌和化学成分进行分析,发现涂层表面有凹坑产生,且凹坑中氧的含量明显高于光滑表面;涂层剖面与基体结合处存在一定的缝隙,涂层元素与基体元素发生了熔渗.进一步开展的摩擦磨损试验表明：与PCr Mo钢裸基材试样相比,两种粒度下润滑涂层试样摩擦系数和磨损量皆降低,磨损量分别为14.84%和42.01%,其中大粒度下涂层摩擦性能较优.二硫化钼润滑涂层起到了很好的润滑效果,可以作为火炮磨损零部件减磨的有效手段.

带制退器的膛口流场数值模拟

带制退器的膛口流场是一种具有高度瞬变性、强烈方向性的复杂波系结构流场。采用分块网格划分的整体运动处理方法和基于动态层变方法的结构动网格技术处理弹丸高速运动造成的网格变化,模拟某型带炮口制退器的火炮发射过程中的非定常燃气射流流场,根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的形成与发展以及与弹丸的耦合和相互作用过程。数值计算结果可以为炮口制退器的设计与实验提供一定理论指导,为深入研究奠定良好基础。

火炮动力后坐试验台波形发生器优化设计研究

针对火炮动力后坐试验台波形发生器设计问题,基于ABAQUS建立火炮动力后坐试验台有限元模型;通过橡胶试验,选Arruda-Boyce模型作为波形发生器材料本构模型;以火炮模拟试验与实弹射击时后坐动态特性的平均相对误差为试验指标值,基于正交设计法建立初始样本数据,采用QPSO-LS-SVM算法对波形发生器进行优化设计。该研究将为我军火炮动力后坐试验台的设计研制提供理论参考。

火炮反后坐试验装置设计与仿真研究

为设计火炮反后坐试验装置,分析了反后坐装置的结构和动作原理,并进行了力学计算。在此基础上,确定了反后坐试验装置设计方案。为了选取合理的冲击参数以保证反后坐试验装置的准确度,基于MSC.ADAMS软件建立了虚拟模拟试验装置,以冲击质量、冲击速度、接触刚度和阻尼系数作为试验因素,进行了计算机仿真和验证。仿真结果表明,该试验装置可以满足火炮反后坐实际试验要求,为火炮反后坐装置的可靠性研究提供了科学有效的方法。

基于微观分析的火炮挡弹装置磨损失效机理研究

针对PCrMo钢在火炮上应用较多但因零部件磨损失效造成系统故障不断的问题,利用现有摩擦磨损微观分析方法和技术,对在火炮射击及训练等特殊工况下,零部件磨损失效机理及规律进行研究.以挡弹装置中的挡弹板轴为研究对象,利用显微硬度计及扫描电镜对零件表面和剖面进行硬度测量与结构组织微观分析,结果表明零件表面磨损区域硬度明显高于未磨损区域,且磨损区域表层剖面硬度增大;依据表面形貌可将磨损区域划分为以剥落为主的初始磨损区、以切削为主的中间磨损区和磨损较轻的末端磨损区.零件磨损失效机理为以冲击滑动耦合磨损和磨粒磨损为主的磨损机制造成表面材料的损失累积与加工硬化.

火炮方向机缓冲自锁过程的动力学响应分析

为研究火炮方向机缓冲自锁过程的运动规律和动力学特性,分析了缓冲摩擦装置的结构及作用机理,确立了其主要力学模型和计算方法。在此基础上,利用ADAMS多体动力学分析软件建立了缓冲摩擦装置虚拟样机,考虑冲击外力、传动间隙、碟形弹簧刚度、阻尼及预压力等因素,仿真得出支撑垫圈和碟形弹簧的振动响应曲线,与部件实际运动规律相吻合。重点考虑传动间隙对缓冲摩擦装置的影响,仿真结果表明,后螺筒和长螺帽的调整间隙只有控制在一定范围内,缓冲摩擦装置才能充分发挥其效能。

基于协同仿真技术的制退机故障规律研究

制退机是反后坐装置的重要组成部分,它性能的好坏直接关系到火炮战斗力的发挥,为了研究制退机发生故障对火炮后坐运动产生的影响,对制退机故障进行了分析,运用计算流体力学理论和协同仿真技术,建立了制退机MATLAB/FLUENT协同仿真模型,解决了传统火炮后坐计算模型的局限性,与传统计算模型相比,提高了计算精度,得到了制退机内部瞬态流场参数。通过对节制环磨损典型故障进行仿真研究,分析了节制环在不同磨损程度下对火炮后坐运动的影响规律,并对节制环局部压力分布情况进行了简要解析,为进一步对制退机性能退化规律分析研究提供了有效途径。

火炮后坐试验装置冲击参数影响研究

炮口强冲击是一种技术可行的火炮动力后坐模拟试验方法。为保证该试验方法具有与实弹射击相似的后坐动态特性,通过建立力学模型及缓冲器的非线性模型,进而建立火炮后坐的运动方程;基于MATLAB软件,利用四阶龙格库塔法对运动方程进行了求解;分析了冲击质量、冲击速度、缓冲器的线性刚度、非线性刚度和阻尼对炮身后坐加速度的影响。该研究为火炮模拟试验装置的研制提供了理论依据。

基于液固两相流的某驻退机冲蚀磨损过程模拟研究

在分析火炮反后坐装置原理和冲蚀磨损发生机制的基础上,根据某火炮驻退机结构特征建立二维简化模型,基于FLUENT中DPM液固两相流模型及RNG k-ε湍流模型对驻退机后坐过程中复杂流场特性进行数值模拟,得到不同时刻内部腔室压力、速度和涡流黏度云图,并描绘出冲蚀颗粒的运动轨迹。通过间接计算得到的结果,验证该数值模拟方法能够较为真实地描述驻退机内部复杂两相流场流动情况,为驻退机冲蚀磨损分析和结构优化设计提供参考。

某输弹机可靠性强化试验台设计及仿真研究

提出了一种从系统层面评价被试系统可靠性指标的可靠性强化试验方法——系统可靠性强化试验方法。针对某输弹机进行了可靠性强化试验方案研究,设计了其专用试验装置,重点对动力系统方案进行设计。并通过虚拟样机仿真对输弹链板进行了虚拟可靠性强化试验,验证了所设计试验台及试验方案的可行性。