基于SPCE-HDMR的某输弹协调机构稳健设计研究

针对某输弹协调机构不确定性输入参数众多、稳健优化设计计算量大的问题,提出一种基于稀疏混沌多项式展开的高维模型表达技术,即SPCE-HDMR,用于提高输弹协调机构的到位精度,其显著优势是能够明确输入参数的线性程度和耦合特性,将构造复杂高维代理模型由指数级增长降阶为多项式级增长。首先,明确输弹协调机构的不确定性输入参数,并对其进行分类;然后,基于Cut-HDMR思想搭建输弹协调机构高维模型的函数扩展结构,利用优化拉丁超立方采样技术,结合稀疏混沌多项式展开方法,构建输弹协调机构高维模型的分量函数;最后,进行了输弹协调机构的稳健优化设计研究。计算结果验证了该方法的实用性和有效性,且能够高效准确地提高输弹协调机构的到位精度。该方法为输弹协调机构以及其他工程机构的设计提供了理论参考。

火炮装填系统协调输弹机构磨损特性

在自动装填系统中,协调输弹机构是完成弹丸转运的重要组成部分。由于协调输弹机构长期处于发射冲击的载荷作用之下,导致协调器运动副轴孔之间由于磨损作用出现间隙变化,影响协调输弹的精度,研究协调输弹机构运动磨损问题对提高机构运动可靠性具有重要意义。为了研究协调输弹机构的磨损特性,基于修正Archard磨损模型建立协调输弹机构磨损数学模型并通过实验获得磨损系数;建立协调输弹机构动态响应有限元仿真模型并通过实验数据验证其有效性;利用有限元仿真结合任意朗格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)自适应网格技术实现磨损过程仿真,从而获得协调输弹机构的磨损特性,包括磨损深度与磨损循环次数的关系、最大磨损深度出现的位置等。研究结果表明:磨损开始初期磨损剧烈,在大约350次协调输弹后磨损由剧烈磨损期转而进入平稳期,磨损率下降;随着磨损的继续进行磨损率持续下降,且在整个磨损过程中轴孔接触边缘比其他位置磨损深度更大。