摘要：载荷外推作为载荷谱编制的重要技术手段,当前研究缺乏对于载荷外推总体方法的全面梳理、马尔可夫稳态分布的求解方法适应性不够、缺乏不同非参频次外推方法的比较与选用原则,导致不便生成高精度载荷谱以支撑装备性能设计。围绕坦克在高机动和极限工况下的载荷谱编制问题,基于某坦克行进间身管位移数据样本,分别使用基于雨流矩阵及核密度估计的非参数外推法、基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)的信号重构法以及Metropolis-Hastings(简称MH)直接采样法进行了载荷频次外推,并针对MCMC的信号重构法提出了一种改良马尔可夫稳态分布的求解方法。应用所提出的频次-极值相结合的载荷外推总体方法对坦克身管位移进行了频次扩充与极值预测,并结合实车试验结果验证了方法的准确性。研究结果表明:改良的马尔可夫稳态分布求解方法是有效的;在样本长度足够、外推精度要求不甚高的情况下,MH直接采样法可作为一种新的频次外推方法;运用频次-极值相结合的载荷外推总体方法所得结果精度较高;形成的频次外推法选用原则对于载荷谱编制过程中的方法选择具有一定的指导意义。研究工作为装备载荷谱的高质量编制提供了成熟的技术路线和参考。

摘要：随着现代战争模式对武器装备性能要求不断提高,需要新的设计方法以实现火炮总体结构参数最优设计,为此提出一种能够综合考虑各方面性能的火炮总体结构优化设计方法。建立火炮多体动力学的参数化模型,基于最优拉丁超立方试验设计方法得到设计参数的灵敏度和大量的输入-输出数据,由各参数的灵敏度合理计算不同射击工况及不同评价指标下的权重值,由输入-输出数据结合神经网络算法构建近似函数。搭建多级优化算法模型,计算收敛后即可得到火炮的最优设计方案。结果表明:与初始方案相比,优化后的设计方案稳定性有明显提高,评价指标平均改善22.27%;该方法从发射动力学角度可为火炮总体结构最优设计提供参考。

摘要：为解决转膛自动机驱动机构的闭气问题,以瞬时流量作为闭气性能指标,分别针对转膛衬套轴向间隙和转膛衬套与身管衬套径向间隙的漏气模式,分析了内部间隙、端面压力等共因变量的动态变化过程,并建立了气室模型和粗糙表面流量模型,得到相应的闭气性能函数。通过设计参数的随机性假设和灵敏度分析,确定了单边间隙、膛压、弹性模量3个关键设计参数,应用Box-Behnken试验设计方法建立了带交叉项的时变二次响应面模型,计算得到不同瞬时流量阈值下的闭气可靠度。分析结果为转膛自动机驱动机构的可靠性设计优化提供了理论依据。

摘要：以大口径火炮闭气炮闩结构设计中常用的橡胶紧塞具为对象,采用有限元网格重划分法计算结构的变形和应力,即先对结构施加较小载荷,在网格畸变前提取变形后外形进行网格重划分得到更规则的网格,再继续施加载荷计算,直到载荷施加完成.在ABAQUS软件平台上,通过编制变形提取和网格重划程序,在计算过程中多次提取变形后的结构进行网格重划分,有效地避免了网格畸变对计算结果的影响,得到了橡胶塑性紧塞垫结构在膛压作用下构件的应力和变形,结构变形的趋势和幅值符合试验结果,计算结果对结构的闭气性能分析具有重要参考.

摘要：采用炮塔加座圈整体结构的刚柔耦合有限元模型,计算获得了某大口径火炮座圈在射击载荷作用下的变形和应力分布。针对模型将滚珠简化为刚体引起的座圈局部应力较大问题,建立了一个简化模型分析了滚珠材料参数对座圈局部应力的影响,进而对实际座圈模型的应力进行了修正。结果表明,炮塔加座圈整体结构的刚柔耦合模型能够显著提高分析效率,保正了载荷传递路径,避免了传统载荷及约束简化等对座圈受力和变形的影响,弥补了传统座圈结构刚强度计算的不足,对设计具有一定指导意义。

摘要：储运发箱式火箭炮前密封盖设计是该类火箭炮关键技术难题之一。由于该类火箭炮结构特性所决定,实弹射击时火箭弹撞击密封盖过程中的撞击力无法实验测试,因此应用LS-DYNA的显式中心差分算法,对某储运发箱式火箭炮撞盖力进行了数值仿真分析和模拟实验测试研究,解决了该火箭炮实弹射击时无法实测火箭弹撞击前密封盖瞬态响应的难题。对数值仿真与模拟实验测试的撞盖力结果进行了对比,其结果相对误差小于12%,仿真结果对解决该类火箭炮关键技术难题——密封盖合理设计提供了正确的理论依据。依据仿真结果改进后的前密封盖经实弹射击试验验证,完全达到了技术指标要求。

摘要：某小口径火炮身管延伸体在射击过程中多次出现开裂故障,导致其使用寿命无法满足指标要求。针对这一问题,基于大量的材料试验,考虑火药燃气压力的真实载荷传递路径,对系统冲击动态响应及疲劳寿命进行仿真,得到裂纹萌生寿命及位置与试验破坏现象基本一致。经结构局部改进,预测裂纹萌生寿命由500发左右提高到4 000发以上。研制了模拟冲击试验系统,对改进后结构进行了模拟冲击加载试验及实弹射击寿命试验。模拟冲击试验中,4 300次循环后萌生裂纹;实弹射击中,3 000发考核仍未出现裂纹。一次改进达到指标要求,验证了理论分析的准确性及改进措施的有效性。

摘要：自动机在射击过程中具有较大的后坐能量,这些后坐能量通过缓冲器进行消耗.为研究缓冲器主要性能参数——刚度、阻尼、预压力的变化对自动机后坐过程的影响以及最大后坐速度与摩擦力的关系,利用运动学仿真分析软件对某自动机缓冲器后坐过程与刚度、阻尼、预压力的关系进行了研究.研究表明,通过提高阻尼系数比降低刚度更能缓和冲击,且不需要延长后坐行程;考虑到共振对缓冲器活塞运动以及筒体形状精度的不利影响,利用有限元模态分析方法对缓冲器动强度与结构的关系进行了研究.分析结果为缓冲器性能参数优化设计提供参考,最终达到降低后坐冲击,提高射击精度和密集度的目的.