火炮射击冲击载荷模拟装置的建模与仿真.pdf

《火炮射击冲击载荷模拟装置的建模与仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第30卷第1期机械设计与研究Vol_30No．12()l4年2月MachineDesignandResearchFeb．．20l4文章编号：1006—2343(2014)01—1344火炮射击冲击载荷模拟装置的建模与仿真薄瑞峰，李瑞琴，沈兴全(中北大学机械工程与自动化学院，太原030051，E—mail：brfcxh@nUC．edu．cn)摘要：为了研究火炮发射时的动态特性，利用气动原理设计了一种能够模拟炮膛合力冲击载荷的实验装置。描述了该装置的结构及其工作原理，运用热力学理论和牛顿运动定律建立了工作过程的数学模型，在此基础上，利用龙格一库塔方法求解常微分方程组，进行了数值模拟，得到了该装

2、置工作过程中身管；中击载荷变化曲线及炮管运动状态曲线，并对设计参数对冲击栽荷曲线变化的影响进行了分析。仿真结果表明，该装置从理论上可以较好地模拟火炮发射时的炮膛合力，满足设计要求，通过仿真计算可以对设计参数进行优化，以获得失真率较小的冲击载荷曲线，从而满足不同型号火炮射击模拟的仿真要求。关键词：火炮发射；炮膛合力；建模与仿真；气动原理中图分类号：TJ306文献标识码：AModellingandSimulationforImpulseLoadofGunLaunchSimulatorBoRuifeng，LiRuiqin，ShenXingquan(SchoolofMechanicalEngine

3、ering&Automatization，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Inordertostudythedynamicpropertiesofgunlaunch，anexperimentaldevicewasdevelopedtosimu—lateimpulseloadcausedbybreechforcebasedonpneumaticprinciple．Thestructureanditsworkingprinciplewerein—troducedfirstly，andthenthemathematicalm

4、odelofitsworkingprocesswasestablishedbytheaerothermodynamicstheoryandNewtonsecondlawofmotion．SolvingthedifferentialequationswithRunge—Kuttamethod，thecurvesofbreechforceandthegunmovementwereobtained．Finallytheimpactofdesignparametersonbreechforcewasana—lyzedtheoretically．Theresultsindicatethatthede

5、vicecaneffectivelysimulatetherequiredimpulseloadandthevar—yingtrendsinaccordwiththeactualrequirement．Thesimulationprovidesreliableevidenceforoptimizingthedesignparametersofthisdevicetoacquirethebreechforcecurvewithlowerdistortionrate．Keywords：gunlaunch；breechforce；modelingandsimulation；pneumaticpr

6、inciple火炮在发射过程中，火炮系统要承受比较恶劣的发射冲数对曲线变化的影响进行了分析。击，因而对火炮部件和弹药组件会产生各种影响。在火炮系l模拟装置的物理描述统总装完成之后，一般都要在靶场进行实弹射击实验，以测1．1结构组成试火炮系统的振动响应特性、结构件的刚强度、火炮部件的模拟装置的结构组成如图1，主要由冲量发牛器、滑板、抗冲击性能和反后坐装置性能等。为降低靶场实弹射击的导轨、缓冲汽缸、横梁等组成。冲量发生器布置在门架对称风险，减少实验成本，火炮射击模拟装置的研发便显得尤为面内，轴线与炮管轴线对准，其左端与固定在炮口上的炮管重要，国内很多学者对火炮射击模拟装置进行了设计和堵头连接，

7、产生的炮膛合力可通过堵头作用给炮管，冲量发研究。生器通过螺栓固定在滑板上，滑板可沿门架导轨滑动。缓冲本文针埘火炮发射过程，设计了一种能够模拟炮膛合力汽缸通过法兰固定在门架横梁上，汽缸活塞杆与滑板固联，冲击载荷的实验装置。该装置利用气体炮基本原理产生冲可以缓冲冲量发生器沿x轴正向产生的冲击。门架横梁与击载荷，然而与普通气体炮结构有所不同。许多研究机构对数字油缸活塞杆相连，活塞杆可以控制自由伸缩，以适应不气体炮进行了相关研究