火炮反后坐装置动力学耦合分析与优化.pdf

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1、第28卷第3期兵工学报Vol.28No.32007年3月ACtAARMAMeNtARIIMar.2007!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!火炮反后坐装置动力学耦合分析与优化宗士增，钱林方，徐亚栋（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）摘要：考虑火炮后坐过程中后坐部分与火炮其他部分的动力学耦合效应，推导出在反后坐装置作用下，火炮后坐运动基本方程组，建立了火炮反后坐装置动力学耦合模型。基于拉格朗日插值和四

2、阶龙格-库塔法进行了数值求解。计算结果表明：由于火炮耦合运动的存在，后坐阻力规律与设计时后坐阻力规律相差较大，最大后坐阻力小于设计时最大后坐阻力。基于动力学耦合模型和优化设计方法，以后坐过程中的最大后坐阻力最小为优化目标，节制杆各圆锥段直径为设计变量，火炮最大后坐长为约束条件，建立了后坐阻力优化模型。优化算法采用遗传算法。优化结果表明：火炮后坐过程中后坐阻力曲线更加平缓，最大后坐阻力小于优化前的计算结果。关键词：机械设计；火炮；反后坐装置；动力学分析；耦合；优化；遗传算法中图分类号：tJ303+.4文

3、献标志码：A文章编号：1000-1093（2007）03-0272-04DynamicCOuplingAnalysisandOptimizatiOnOfGunRecOilMechanismZONGShi-Zeng，GIANLin-fang，XUYa-dong（SchoolofMechanicalengineering，NanjingUniversityofScienceandtechnology，Nanjing210094，Jiangsu，China）Abstract：Duringtherecoilp

4、eriod，thereisthedynamiccouplingeffectbetweenrecoilpartandotherpartsofgunsystem.thedynamicsystemeCuationsforgunrecoilingwerederivedwiththeconsidera-tionofthiscouplingeffectanditsdynamiccouplingmodelwasestablished.thenumericalmethodwasemployedtosolvetheeC

5、uations.theLagrangeCuadricinterpolationmethodwasusedtointerpolatetabledataandthefourth-orderRunge-kuttamethodwasusedfornumericalintegration.theresultsindicatethattherecoilresistancecurveisapparentlydifferentfromthatofthedesigncurve，themaxi-malrecoilresi

6、stanceforceislessthanthatofthedesignedcurve.basedonthedynamicmodelandopti-miZationmethod，theoptimiZedmodelofrecoilresistanceforcewasdevelopedbydefining，thediame-tersoftapersegmentsofcontrolrodasdesignparameters，themaximalresistanceforceduringthewholeper

7、iodasoptimalobjectiveandthemaximaldisplacementofpistonrodrelativetocylinderastheconstraints.themulti-islandgeneticalgorithm（GA）wasemployedasoptimalstrategy.theopti-miZedresultsindicatethattherecoilresistancecurveissmoothandmaximalrecoilresistanceforceaf

8、teroptimiZationislessthanthatbeforeoptimiZation.KeyWords：mechanicaldesign；gun；recoilmechanism；dynamicanalysis；coupling；optimiZation；geneticalgorithm反后坐装置是火炮的关键部件之一，其动态性为发射过程中火炮静止不动［1］，忽略了全炮牵连运能直接影响火炮的受力大小和规律［1］，国内许多研动以及后坐部分后坐运动的相