面向惯性装填的输弹运动研究

为实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性和降低输弹运动的峰值功率,以提高输弹一致性和减轻动力系统负荷,根据惯性装填工作原理,运用非对称式S型速度规划方法调整输弹运动状态,并基于虚拟样机仿真建立了参数化的输弹运动模型。以弹丸的卡膛参数为约束,面向惯性装填建立输弹运动优化模型,以实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性及降低输弹峰值功率。采用多岛遗传算法和修正可行方向法组合优化策略求解优化模型,优化结果表明:优化后的输弹运动可实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性,且输弹运动峰值功率降低了14.9%,验证了该方法的有效性。

弹丸惯性卡膛冲击问题动力学研究

基于弹塑性有限元接触理论对弹丸惯性卡膛过程进行了理论分析,建立了弹丸惯性卡膛过程的有限元模型。对弹丸在1 m/s-4 m/s卡膛速度下的惯性卡膛过程进行了分析计算,明确了卡膛过程中弹带的弹塑性形变规律和弹丸的动力学响应,并通过计算分析了摩擦系数对卡膛过程计算结果的影响。

某臂式输弹机卡膛精度与卡膛力研究

为保证半自动输弹机卡膛一致性、提高火炮装填精度,考虑弹丸卡膛过程的卡膛初速度、弹丸卡膛阻力等方面的因素,建立弹丸卡膛的动力学模型,定量分析卡膛速度、弹丸的卡膛阻力、弹带的挤压变形、阻尼系数等对弹丸卡膛一致性的影响,并进行试验验证。结果表明:不同卡膛初速下,弹丸的卡膛时间基本保持一致,卡膛位移随卡膛初速的增加而增大;试验结果验证了理论计算的正确性,得到弹丸卡膛位移与卡膛力的关系,以及最优的卡膛初速度范围;很好地解决某输弹机卡膛一致性的问题。

弹丸卡膛规律影响因素分析

为了研究弹丸卡膛参数对弹丸膛内运动初始条件的影响,对中大口径火炮弹丸卡膛过程进行分析。利用显式动力学有限元数值模拟方法对新型155 mm火炮弹带惯性卡膛过程进行了分析研究,综合考虑不同的卡膛速度、摩擦系数、身管仰角、初始卡膛姿态角、弹炮间隙对卡膛深度、卡膛力以及卡膛姿态的影响,得到了各个因素对卡膛结果的影响规律,其中卡膛速度、摩擦系数对卡膛深度和卡膛力有较大影响,而身管仰角和初始卡膛姿态角对卡膛姿态起到了较大的作用,弹炮间隙则对3个卡膛结果都有明显的影响,这些结论为弹药装填机的设计和揭示弹丸膛内运动规律提供参数依据。

某弹射输弹机卡膛故障研究

弹射输弹对于大口径火炮全自动装填系统提高装填速度有着重要影响,而影响弹射输弹性能的关键因素是弹丸的速度和姿态。某弹射输弹机在试验中出现弹丸卡膛不稳定现象,为解决这一问题,针对弹丸姿态和速度对输弹机进行了运动学分析及相关测试,综合各种数据分析影响卡膛的关键因素,并针对这些因素对输弹机进行相关改进。从最后试验效果看,改进达到攻关目的,解决了弹丸卡膛不稳定问题。

液压弹射输弹过程分析与参数优化

为了提高弹丸的卡膛一致性,分析了弹射输弹过程中弹丸在不同位置的受力状况,结合流体动力学分析方法建立了弹射输弹强制段内的运动方程,得出了输弹过程中输弹力的变化规律和弹丸的运动规律。基于MSC.ADAMS平台建立弹射输弹过程的动力学仿真模型,对不同射角下的输弹过程进行分析计算,结合台架试验验证了模型的正确性。提出通过优化弹丸初始位姿参数的方法可以使弹丸在输弹过程中的运动更为平顺,减小弹丸速度的衰减。以某弹射输弹机为例,采用多岛遗传算法(Multi-Island-GA)对输弹机的初始位姿参数进行优化,优化结果验证了该方法的可行性。

任意射角弹丸卡膛姿态测试原理及其应用

为了解决火炮任意射角弹丸卡膛姿态高精度、高可靠性测试关键技术,基于PSD激光成像测试原理,提出了弹丸卡膛姿态测试方法.以反映弹轴姿态角的激光器固定在弹头、探测器固连到炮口以接收弹头激光信号、并同时测试身管弯曲变形以修正测试结果.研制了弹丸卡膛姿态测试系统,实现了火炮任意射角弹丸卡膛姿态测试,完成了某火炮弹丸卡膛姿态规律实验研究.结果表明,所选火炮弹丸卡膛姿态规律表现为高低以低头输弹、左右基本呈现对称输弹、弹丸前定心部接触膛线后摆动约1周后卡膛,卡膛姿态角度最大值均小于5′.提出的测试方法和研制的测试系统通过了实际火炮工程应用验证,满足工程应用要求.

面向输弹一致性的某输弹机稳健优化设计研究

为了提高弹丸卡膛一致性,以减小弹丸卡膛起始点运动参数波动即提高输弹一致性,根据输弹机工作原理和输弹实验,归纳了输弹系统中的随机参数。基于ADAMS软件建立了考虑参数随机性的某输弹机输弹过程动力学模型。以弹丸卡膛起始点运动参数标准差最小为目标,以卡膛速度下界达到3 m/s为约束,建立了面向输弹一致性的输弹机稳健优化模型。采用全局和梯度组合优化算法以及描述抽样,提高了优化计算效率。数值算例结果表明,优化后输弹机卡膛速度满足要求,输弹机的输弹一致性得到提高,验证了所提方法的有效性。

基于Recurdyn的齿形推弹链推送研究

由于大口径火炮往往采用分装式弹药结构,在输弹过程中,弹丸必须要达到卡膛速度,以保证卡膛牢靠。为了保证弹丸卡膛速度的一致性,输弹速度必须随火炮射角变化而进行调整。对齿形推弹链在各射角下的推送速度控制进行研究,基于虚拟样机技术,通过分析推弹链工作原理,建立合理的控制算法,利用动力学分析软件Recurdyn和控制软件Matlab,建立其联合仿真模型并实现仿真运算,同时考虑到推弹链和弹丸的间接性冲击以及链条的多边形效应会导致推弹链运动的不稳定性,对销轴和链板进行刚柔耦合分析,以验证控制方案的可行性。