电磁线圈发射器相似性关系是开展缩比试验研究的基础,通过分析同步电磁线圈发射器的发射机理和物理过程,推导了基于速度、应力和温度相等条件下的发射器系统参数比例关系,针对系统中电阻和质量的不相容性问题,提出了通过调整载荷质量实现发射出口速度相等的电磁线圈发射相似关系模型,并通过仿真计算验证了相似模型中速度具有相似性,磁力和温升关系相对缓和。系统参数相似关系和调整载荷质量实现发射出口速度相等的方法对电磁线圈发射器缩比试验研究具有一定的指导作用。

提出一种提高复合材料身管散热性能的方法,拟在缠绕身管的复合材料表面镀镍后再进行缠绕,以提高复合材料身管散热性能。应用ANSYS有限元分析软件模拟了镀镍缠绕式复合材料身管和普通复合材料身管的径向传热过程。分析发现镀镍缠绕式复合材料身管内部热量主要经镀镍层传至身管表面进行散热,在相同射击和冷却条件下镀镍缠绕式复合材料身管内层温度更低。相比普通复合材料身管,镀镍层开辟了新的热量传递途径,提高了复合材料身管的散热性能。

电枢的接触状态是影响发射精度和发射效率的重要因素。由悬臂梁模型计算了过盈尺寸,对3种典型的H形电枢进行了力学分析,比较了应力状态、接触力以及电接触性能,发现凹面电枢更符合设计要求。对符合形状要求的凹面电枢进行了结构优化,讨论马鞍面圆心尾端距以及尾部端面高度对电枢性能的影响,选取出符合要求的最优尺寸。

基于Simulink建立了六自由度非标准条件下的刚体外弹道模型。以该型130mm榴弹为仿真实例,利用该模型分析了射角、弹道风和初始角速度扰动对弹丸飞行稳定性的影响。仿真结果表明,该型旋转稳定弹在达到60°射角射击时容易出现弹丸飞行不稳定;弹道风使弹丸飞行初始时间段内产生较大攻角;在相同风速下弹道纵风对弹丸飞行稳定性影响较弹道横风大;初始角速度扰动使弹丸飞行过程中攻角作不等幅值振荡,Oη轴方向的初始角速度扰动主要使弹丸落点侧偏增大,Oζ轴方向初始角速度扰动主要使弹丸射程减小。

由于药筒制造工艺的误差,每次火炮发射后药筒和药室间的摩擦力不同,使得抽壳阻力也不同,这会对抽壳速度有着不同的影响。以虚拟样机ADAMS为平台,建立了某大口径火炮的抽壳动力学模型,建模时采用三段函数的方法拟合药筒受到的摩擦力,研究药筒与药室间摩擦力对抽壳速度的影响关系。在此基础上研究了3种可以改变抽壳速度的方法,通过这些方法,可以找到合适的抽壳速度,既完成抽壳动作,又不至于使药筒速度过大,落到地面造成过大的反弹。研究结果可以为后期寻找最优抽壳速度提供一定的参考,为全炮动力学提供一定的借鉴。

弹协调器是大口径火炮装填系统的重要组成部分。针对某弹协调器的定位可靠性进行仿真分析及可靠度计算,在RecurDyn中建立弹协调器多刚体模型和刚柔耦合虚拟样机模型,导入Matlab中建立机械控制混合模型,在协调器协调65°的工况下,进行协调运动仿真。根据弹协调器样机试验测试结果对两种模型的仿真结果进行评价,其中刚柔耦合仿真模型的正确性得到验证;在考虑协调过程中的蜗轮的磨损、小平衡机压力变化、驱动电压变化3个影响因素的基础上进行仿真,从而得到可靠性分析数据;采用响应面法与蒙特卡洛法相结合的方法对协调器65°协调定位可靠度进行计算。

在矢量变换的基础上,提出并实现了基于数字信号处理器(DSP)的永磁同步电动机(PMSM)的位置控制系统,利用永磁同步电动机自带的旋转变压器来进行矢量控制与位置控制,大大简化了系统的硬件,给出了电流环、速度环与位置环的算法流程,在开发的基于DSP的电机控制平台上进行了试验验证,并利用PC104完成上位机的监控,试验结果表明,该位置控制系统具有良好的性能。

针对航炮空靶训练中,训练空域较难确定的问题,建立了弹丸外弹道模型,采用粒子群寻优算法求取弹丸最大水平射出距离,并采用Simulink和M文件混合编程求解,最终获得满意结果。该分析方法和结果为空靶训练空域半径的确定提供了一定的理论依据和参考。

针对坦克弹药协调机构的功能和要求,设计了一种由链条和液压缸组成的新型弹药协调器方案。利用动力学仿真软件ADAMS建立协调器动力学模型并进行优化以及仿真分析,得到其相应的动力学曲线和运动规律。对回转机构进行动力学优化使液压缸的最大作用力降低7.8%。提升机构在对弹药进行提升的过程中链条的位移量会有一定的波动,但大体上保持在±0.5mm范围内。安装板运动的速度也会在一定范围内跳动,但整体上保持为活塞杆移动速度的2倍,设计方案同时也对协调器机构的研究与分析具有一定的理论指导意义。

提出一种高射速7.62mm双管转膛机枪方案,介绍机枪的总体组成以及工作原理。确定了机枪工作循环图,进行了内弹道计算。建立了机枪结构三维模型,利用ADAMS软件进行了机枪动力学仿真。仿真结果表明设计方案可行,能够实现6000发/min的高射速。对该机枪的特点进行了分析,并与其他同口径武器的技术指标进行对比。

混编部署是抗低空突防最有效的一种部署方式,不同类型防空火力间的部署位置影响抗低空突防效果。通过对抗低空作战过程分析,在一定简化的基础上,根据单次射击与多次射击不同的抗低空射击要求,重点分析两型防空火力间的沿目标进攻方向及垂直方向的位置关系,构建抗低空作战中防空火力混编部署模型;根据空袭目标速度与高度,综合考虑不同防空火力性能参数,仿真分析空袭速度与高度不同目标的混编部署位置关系及影响。该仿真可为抗低空混编部署提供参考。

为实现轮毂电机驱动装甲车辆车速估计,在融合纵向加速度信号、转向盘转角信号和8个车轮转速信号等多信息源基础上,结合车辆动力学模型,以纵向加速度和轮速为观测变量,以加速度和车速为状态变量,设计车速估计卡尔曼滤波器。通过试验数据分析8轮轮速与实际车速的关系,优化轮速观测量输入信号。利用方向盘转角信号和加速度信号,实时调节过程噪声和观测噪声,得到了准确可靠的车速估计;并利用实时仿真系统进行了验证。

针对火箭炮位置伺服系统,提出了一种基于干扰估计的鲁棒跟踪控制策略。考虑火箭炮运行过程中存在的系统参数摄动和复杂外干扰,将两者归为总干扰,采用有限时间干扰观测器对其进行了有效的估计,在此基础上进一步设计了基于指令信号的鲁棒反馈控制器,该控制器中使用指令及指令的导数代替状态反馈信息,从而避免了测量噪声带来的不良影响。通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明,系统能够实现优良的跟踪性能,验证了控制器和有限时间干扰观测器的有效性。

Johnson-Cook本构模型是研究材料在动态过程中力学状态的一种常用模型。为标定JohnsonCook本构模型参数,给出了常规的试验方法及试验条件,并通过理论推导,介绍了利用试验数据求解Johnson-Cook本构模型参数的具体方法。在此基础上,以某涂层材料为例,建立了该材料的Johnson-Cook本构模型,验证了文中方法的可行性。

针对弹丸激光靶测速系统中弹丸过靶时间提取算法影响测试精度的问题,提出使用重心法提取过靶信号特征点的方法。该方法求解过靶波形重心作为过靶信号特征点,通过对重心法、斜率法、下降沿一半法和峰值法的仿真分析可知,重心法具有最佳的抗噪声性能,误差最小。试验验证表明:对比使用不同处理方法解算得到的速度值,发现重心法弹丸过靶信号特征点提取算法具有最高的速度精度,对提升激光靶精度有一定的工程应用参考价值。

炮口冲击是一种新型的火炮动力后坐模拟试验方法。针对该试验方法与实弹射击时火炮所受载荷区别问题,在耳轴附近的炮架部位选定位置粘贴应变片,采用应力应变测试系统,测试实弹射击条件下炮架部位的应力;将火炮安装在模拟试验装置上,设定模拟试验装置的冲击参数,同理测试炮口冲击条件下炮架部位的应力;采用第四强度理论计算两种试验条件下的相当应力,应力对比结果表明模拟试验装置可用来模拟实弹射击条件下火炮的动态特性。该研究为火炮模拟试验装置广泛应用于靶场试验提供了一定的理论依据。

对B探针的电磁感应原理进行分析,得出B探针的安装偏差会对测量电枢膛内位置及速度带来误差。分别考虑存在安装角度偏差和安装位移偏差两种条件下,对电枢通过B探针时间的测量误差进行了理论分析,并通过试验证明了理论分析的正确性。用带有安装偏差的B探针测得的电枢速度曲线偏离真实速度曲线比较大,采用二次多项式拟合方法对B探针安装偏差导致的时间测量误差进行修正,用修正后的数据得到的电枢速度曲线与电枢真实速度曲线比较接近,证明该方法能减小安装偏差带来的测速误差,提高测速精度。

针对火炮身管烧蚀磨损量受多种因素影响,变化趋势复杂,难以通过建立准确的数学模型进行预测的问题,在采用灰色动态模型对身管烧蚀磨损量进行预测的基础上,构造了组合灰色神经网络预测模型进行预测。结果表明,通过组合灰色神经网络模型可以得出较单一模型预测更加准确的预测值,能更好地反映内膛烧蚀磨损量的发展规律。

在传统的装备故障维修方法选择过程中,由于FMEA中评价指标等级划分及故障描述语言具有模糊性,给故障各指标的评定及维修方法的选择带来很大困难。将模糊理论引入FMEA中,对故障指标进行模糊评定,利用综合模糊贴近度,为故障选择最合理的维修方法,并以自行高炮自动机为例,验证了该方法的可行性。

串联增强型电磁轨道炮具有出口速度快、能量利用率高、电源要求低和轨道寿命长等优点,是电磁轨道炮重要的发展方向之一。介绍了电磁轨道炮基本原理与限制其发展应用的技术瓶颈;阐述了2种主要的串联增强型电磁轨道炮基本原理,从电感梯度、出口速度与能量利用效率、电源要求、轨道寿命4个方面分析了技术特点;总结了国内外研究机构的研究现状与研究进展;论述了串联增强型电磁轨道炮发展的限制因素及未来的发展方向。