履带式自行火炮发射动力学仿真建模
《2024年履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》范文
《履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和军事需求的日益增长，履带式特种车辆在各种复杂环境下的性能要求愈发严格。
为了更好地理解其运动特性、优化设计以及提高仿真精度，精细化动力学建模与仿真成为了研究的热点。
本文旨在探讨履带式特种车辆精细化动力学建模的关键技术和仿真方法，并验证其在实际应用中的效果。
二、动力学建模（一）模型假设与简化在进行动力学建模时，为简化问题，我们做出了以下假设和简化：1. 履带与地面接触视为刚体，不考虑变形；2. 车辆系统为刚体系统，忽略车辆内部的弹性变形；3. 仅考虑车辆直线行驶和转向运动。
（二）建模过程基于拉格朗日力学和刚体动力学原理，我们可以构建履带式特种车辆的动力学模型。
该模型主要包含以下部分：1. 履带与地面相互作用力模型；2. 车辆运动学模型，包括直线行驶和转向运动的数学描述；3. 车辆动力学模型，包括力矩、力以及它们对车辆运动的影响。
（三）模型验证通过与实际车辆进行对比实验，验证了所建立的动力学模型的准确性。
实验结果表明，该模型能够较好地反映履带式特种车辆在实际环境中的运动特性。
三、仿真与结果分析利用所建立的动力学模型，我们进行了仿真实验。
通过改变不同参数，如地面摩擦系数、车辆质量等，观察车辆的运动状态变化。
仿真结果与实际测试结果相吻合，证明了仿真方法的可行性。
四、结论本文通过对履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真的研究，为优化设计和提高仿真精度提供了有力支持。
未来，我们将继续深入该领域的研究，以提高履带式特种车辆在复杂环境下的性能。
五、致谢感谢所有参与本研究的同仁们，是你们的辛勤工作使得这项研究得以顺利进行。
一种自动迫击炮发射动力学的仿真
４０ ７
南京理来自工大学
学
报
第 ２ ６卷第 ５期
为正 ， Ｚ轴铅垂 向上 ； ｘ Ｙ （ Ｏ ０ｉ ｉ １２３ ４ 分别 代 表 大 架部 分 固 ， ，，）
＝
连基 、 上架部分 固连基 、 炮箱部分
固连基 和后 坐部 分 固连 基 。
火炮 射 击 时各 部 件 的运 动 自
由度 如 下 ： 架 和 地 面 弹 性 连 接 ， 大 因此具 有 ６个运 动 自由 度 ； 上架 和
Ｖ０． ６ １２ Ｎｏ ５ ． Ｏｃ ．２ ０ ｔ ０２
一
种 自动 迫击 炮 发 射 动 力 学 的仿 真
杨 国来 杨军荣 陈运 生
（ 南京理 工大 学 机械 工程 学 院 ， 南京 ２０ ９ ） １０４
摘 要 该 文研 究 某 自动 迫 击炮发 射 时的动 力 学仿真 问题 。在 分析 该 火炮发 射特 点 的基础 上 ， 火炮 系统 简化 成 ３个刚体 和一 个 弹性体 组 成的 多体 系统 ， 立 了相 应 把 建 的动 力 学模 型 。 重点考 虑后 坐部 分 变质 量 、 多体 动 力 学方 程 与 内弹道 方 程 的耦 合
等 因素 。通过 数值 仿 真计 算 ， 获得 了火炮 连发 时 的运动 受 力规律 ， 该类 系统 的 结 对
构设计和实际使用均有参考价值。 关键 词 迫击炮 ， 内弹道 ， 力学 ， 动 变质量
分类 号 ４ ０ １ ６ ．５
本 文 的研究 对象 是 引进 的一种牵 引 式全 自动 迫击炮 ， 具有 以下 典 型特 点 ：１ 它 （ ）采 用炮 尾 自动装 填 ， 既可单 发 射 击 ， 可连 发 射击 ， 高 射速 达 每 分钟 １０发 以上 ；２ 又 最 ０ （ ）炮 闩后 坐 ， 炮 身与炮 箱 刚性 固接 ， 坐部分 质量 在发 射过 程 中发 生改变 ；３ 后 （ ）采用 与牵 引 式 榴 弹炮 相 似 的炮架 结构 ， 击时 与地 面有 ３个 支点 ， 左右驻 锄 支 点 和 座盘 支 点 ， 军 时 只有 左 右 车 轮 射 即 行 着地 ；４ （ ）具有 直 瞄与 间瞄射 击功 能 ， 高低 射 界 为 一１～ ＋８ 。（ ）内弹 道 过 程 与传 统 的 迫 。 ５；５
步兵战车自动炮武器系统发射动力学模型修正
步兵战车自动炮武器系统发射动力学模型修正张金忠;苏忠亭;徐达;赵富全【摘要】The automatic gun firing dynamics model was built up and the simulation model was updated by use of the support vector machine response surface method based on the actual firing experiment so as to analyze the influence factor of firing precision.The finite element models of the gun barrel structure and turret structure were established by means of finite element analysis method,and the rigid-flexible cou-pled firing dynamics models of the infantry combat vehicle were set up based on the restricted relationship between components and joints of the weapon system.The test system was established and the actual fir-ing experiment was carried out by use of picking up the typical structure vibration characteristics in the burst firing of automatic gun based on the same boundary conditions.Aimed at the errors between the simula-tion data and the test data,the automatic gun firing dynamics model was updated.The updating results showed that the model updating method can increase the precision of firing dynamic model and more accurately reflect the framework dynamic characteristics of infantry combat vehicle automatic gun during the course of firing.%为提高自动炮武器系统发射动力学模型精度，基于实弹射击试验建立支持向量机响应面，对仿真模型进行了修正。
《2024年履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》范文
《履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》篇一摘要：本文旨在探讨履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真方法。
首先，通过文献综述介绍国内外相关研究现状及发展趋势；其次，详细阐述建模过程中的关键步骤和仿真方法；最后，通过实际案例分析验证模型的准确性和可靠性，并探讨仿真结果在实际应用中的价值。
一、引言随着科技的不断发展，履带式特种车辆在军事、救援、工程等领域的应用越来越广泛。
为了更好地研究其运动性能、动力学特性和优化设计，精细化动力学建模与仿真成为重要的研究方向。
本文将重点探讨履带式特种车辆的动力学建模与仿真方法，为相关领域的研究提供参考。
二、文献综述履带式特种车辆的动力学建模与仿真研究，国内外均有大量学者进行了深入探讨。
国内研究主要关注于模型的建立和算法的优化，以及在特定环境下的应用。
国外研究则更注重于模型的精确性和仿真结果的可靠性。
随着计算机技术的不断发展，越来越多的研究者开始采用先进的仿真技术来研究履带式特种车辆的动力学特性。
三、动力学建模履带式特种车辆的动力学建模主要包括以下几个步骤：1. 确定研究对象和目标：明确建模的目的和需求，如研究车辆的通过性能、越野性能等。
2. 建立数学模型：根据履带式车辆的物理特性，建立相应的数学模型，包括车辆的几何参数、运动学参数、动力学参数等。
3. 参数确定与校准：通过实验数据对模型参数进行确定和校准，以保证模型的准确性和可靠性。
4. 模型验证：通过与实际车辆的测试数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
四、仿真方法履带式特种车辆的仿真方法主要包括以下几种：1. 多体动力学仿真：通过建立车辆的多体模型，模拟车辆在不同环境下的运动状态。
2. 有限元仿真：通过有限元分析软件对车辆结构进行仿真分析，研究其应力分布和变形情况。
3. 虚拟样机技术：通过建立虚拟样机，对车辆进行虚拟测试和评估，以优化设计。
五、案例分析以某型履带式特种车辆为例，采用上述动力学建模与仿真方法进行案例分析。
《2024年履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》范文
《履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》篇一摘要：本文着重于对履带式特种车辆进行精细化动力学建模与仿真。
文章首先介绍研究背景及意义，随后对现有研究进行了概述。
在理论模型建立过程中，我们通过合理的假设和科学的推导，提出了符合履带式特种车辆实际运动特性的动力学模型。
并通过先进的仿真技术，验证了模型的准确性。
本文的研究为提升特种车辆的行驶性能和安全性能提供了有力的理论依据和支撑。
一、引言随着科技的不断进步，特种车辆在军事、救援、工程等领域的应用越来越广泛。
履带式特种车辆因其良好的越野性能和适应复杂环境的能力，在各种极端环境中都能表现出良好的机动性。
然而，为了进一步提高其行驶性能和安全性能，深入研究其动力学特性及建立精细化动力学模型变得尤为重要。
本文将通过精细化动力学建模与仿真，探究履带式特种车辆的动态特性及行为规律。
二、研究背景与现状目前，国内外学者对履带式特种车辆的动力学研究主要集中在模型建立、仿真分析和实验验证等方面。
然而，由于履带式特种车辆的结构复杂，其动力学模型往往难以准确描述其实际运动特性。
因此，建立精细化动力学模型，对于提高特种车辆的行驶性能和安全性能具有十分重要的意义。
三、精细化动力学模型的建立3.1 模型假设与参数设定为了简化建模过程并准确反映履带式特种车辆的动态特性，我们进行了以下假设和参数设定：假设车辆行驶在平坦路面上，不考虑侧倾和俯仰等非线性因素；设定了包括履带张紧力、地面摩擦系数等在内的关键参数。
3.2 模型推导与建立基于动力学理论，我们推导出了符合履带式特种车辆实际运动特性的动力学模型。
该模型包括了车辆的驱动系统、转向系统、制动系统等关键部分的动力学方程。
通过这些方程，我们可以精确描述车辆在各种行驶条件下的动态特性。
四、仿真验证4.1 仿真环境搭建我们采用了先进的仿真软件，搭建了履带式特种车辆的仿真环境。
通过设定不同的路面条件、气象条件以及车辆载荷等参数，我们可以模拟出各种实际行驶场景。
自行高炮射击线稳定系统动力学建模与仿真
特 性进 行 了仿真 。仿 真结 果表 明 ： 车体 运 动对 炮塔 回转体 的 交叉 耦 合力 矩 为炮 塔 回转体 受到 的 主 要 干扰 力矩 ； 方 向轴控制 力 矩和俯 仰 轴干扰 力 矩 随着射 角增 大而增 大 ， 高射 角下 的惯 性力矩使 方 向 轴 控制 力 矩增加 的速 度 更快 ； 俯 仰轴 干扰 力矩 和组 成部 分 。研 究结果 为 Ｓ Ｐ Ａ Ａ 射 击线稳 定 系统 的设计提 供 了依据 。 关键 词 ：兵器 科 学与技 术 ；自行高 炮 ；射 击 线稳定 ；力矩 电机 ；直接 驱 动 ；动力 学模 型
Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｍ ｏ ｄｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｆｉ ｒ ｉ ｎｇ Ｌｉ ｎｅ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ｏ ｆ Ｓ ｅ ｌ ｆ － ｐｒ ｏ ｐｅ ｌ ｌ ｅ ｄ Ａｎｔ ｉ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ｇｕｎ
ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｍｏ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｏ ｍｅ ｎｔ ｕｍ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ Ｎｅ ｗｔ ｏ ｎ— Ｅｕ ｌ ｅ ｒ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｍｏ ｄｅ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｓ ＰＡＡ ｉｒ ｆ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｕ ｒ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂｏ ｄ ｙ ａ ｎｄ ｇ ｕ ｎ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｘ ｉ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｄ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂａ ｎ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｂ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｒ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ ｙ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｔ ｏ ｗｈｉ ｃ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｕ ｒ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ
某型小口径自动火炮抛壳动力学仿真分析
·91·兵工自动化Ordnance Industry Automation2018-08 37(8)doi: 10.7690/bgzdh.2018.08.020某型小口径自动火炮抛壳动力学仿真分析王 扬，戴劲松，王茂森(南京理工大学机械工程学院，南京 210094)摘要：针对某火炮抽壳机构的结构特点，建立预抽壳完成后抛壳机构的动力学仿真模型，通过采用向后差分法和相对坐标系运动方程进行动力学分析，讨论射频和射角改变时抛壳轨迹线的变化，得到了在射角固定、射频改变时药筒的运动轨迹，以及射频固定、射角改变时药筒的运动轨迹。
结果表明：在同一射角下，随着射频的增加，药筒进入抛壳导槽的速度增加；在同一射频下随着射角的增大，抓壳臂给药筒在重力方向的分力越大，药筒到达抛壳导槽的时间越短。
关键词：抛壳机构；仿真分析；药筒轨迹；重力方向 中图分类号：TJ35 文献标志码：ASimulation Analysis of Certain Type Small Caliber Automatic ArtilleryCartridge Case ExtractorWang Yang, Dai Jinsong, Wang Maosen(School of Mechanical Engineering , Nanjing University of Science & Technology , Nanjing 210094, China )Abstract: Aiming at the structure feature of certain type artillery cartridge case extractor, establish the dynamicsimulation module of extractor after cartridge case extraction. Use backward difference method and related coordinate system motion equation to carry out dynamics analysis, discuss the change of ejection trace when the radio frequency and angle of fire are changed. Acquire the cartridge trace when the angle of fire is fixed and radio frequency is changed. And acquire the cartridge trace when the angle of fire is changed and radio frequency is fixed. The results show that, at the same angle of fire, the speed of cartridge case into ejection guidance barrel is accelerated when radio frequency is improved. At the same firing frequency, when the angle of fire is added, the more power of grab arm in gravity direction, the shorter time of cartridge on ejection barrel.Keywords: ejection mechanism; simulation analysis; cartridge trace; direction of gravity0 引言某型小口径火炮射速高、火力强，是一种发展性很好的武器，但在使用过程中故障率较高，主要是发生卡壳故障，弹壳卡在抛壳导槽入口处，从而使武器无法继续射击。
《2024年履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》范文
《履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和军事需求的不断增长，履带式特种车辆因其卓越的越野能力和稳定性，在军事、救援和工程领域中扮演着重要角色。
对履带式特种车辆进行精细化动力学建模与仿真，不仅能够提升其设计效率和性能，还有助于对实际使用过程中的问题进行有效预测和解决。
本文旨在深入探讨履带式特种车辆的精细化动力学建模与仿真技术，以期为相关领域的研究提供一定的参考。
二、动力学建模（一）模型构建动力学建模是履带式特种车辆设计与仿真的基础。
针对履带式特种车辆的特性，采用多刚体动力学模型进行建模。
该模型考虑了车辆底盘、履带、负重轮等多个部分，并考虑了各部分之间的相互作用。
此外，还需考虑各种外界因素，如地面摩擦、地形坡度等。
（二）模型参数动力学模型中涉及的参数较多，主要包括各部分的质量、转动惯量、阻尼等。
这些参数需要通过实验或理论计算获得。
此外，还需考虑模型中的约束条件，如履带与地面的接触力、摩擦力等。
这些参数的准确获取对于保证模型的精度至关重要。
三、仿真分析（一）仿真环境仿真环境是仿真分析的基础。
本文采用专业的动力学仿真软件进行仿真分析，该软件可模拟各种地形和气候条件下的履带式特种车辆运动。
在仿真过程中，需根据实际需求设置仿真参数，如仿真时间、步长等。
（二）仿真结果通过仿真分析，可得到履带式特种车辆在不同地形和工况下的运动学参数和动力学参数。
这些参数包括速度、加速度、受力情况等。
通过对这些参数的分析，可了解车辆在不同条件下的性能表现，为车辆的优化设计提供依据。
四、精细化建模与仿真技术（一）精细化建模技术精细化建模技术是提高履带式特种车辆动力学模型精度的关键。
在建模过程中，需充分考虑车辆的几何形状、材料特性、外部干扰等因素对模型的影响。
此外，还需对模型进行验证和优化，以保证模型的精度和可靠性。
（二）仿真技术仿真技术是履带式特种车辆动力学仿真的核心。
在仿真过程中，需采用先进的算法和计算方法，以提高仿真的精度和效率。
基于LMS的履带车辆多体动力学建模与仿真
基于LMS的履带车辆多体动力学建模与仿真【摘要】本文研究履带车辆在路面行驶时受到的振动，使用Track builder在LMS中建立了某履带车辆动力学模型，应用多体动力学理论分析了车体、悬挂系统、负重轮、履带、路面之间的相互作用，给出了与各参数相对应的关系表达式，并描述了履带车辆运动学方程以及动力学方程。
以标准梯形障碍物作为路面输入选取的各种参数进行了仿真，可为设计提供参考。
【关键词】履带车辆；多体动力学；半主动悬挂；仿真1.引言悬挂系统（简称悬挂）是履带车辆行动系统的一个重要组成部分，在路面行驶时，它能够减少车体受到的冲击与振动，对提高车辆机动性具有重要作用。
悬挂系统最常见的一种设计与仿真方法是忽略履带对车辆的影响，建立车辆的线性振动模型，计算车辆悬挂系统的性能。
然而由于悬挂系统导向连接件在车辆布置中的几何非线性影响，悬挂系统中弹性、阻尼元件的自身的非线性影响，特别是当车体振幅很大时，线性模型很难准确地分析履带式车辆悬挂系统的动力学特性。
另外履带车辆动力学建模中应充分考虑到履带对路面不平度的影响以及履带引起的振动“牵连”等因素。
LMS将多刚体系统动力学传统算法与递归算法相结合，基于DADS高效稳定的求解器，建立虚拟机械系统动力学方程。
Track builder履带模块是分析履带车辆动力学性能的理想工具，特别是在悬挂系统的分析中应用颇多。
本文将以某型履带车辆为仿真对象，通过进行参数化建模，建立履带车辆多刚体动力学模型，对履带车辆在梯形障碍物路面直线行驶时进行计算，并将仿真结果与设计参数进行比对，验证其准确性和可信度。
2.履带车辆参数化动力学模型2.1 模型结构及运动学分析图1是某履带车辆在LMS中的参数化多刚体动力学模型，该模型车体（Hull）每侧有负重轮（Road-wheel）、平衡肘（Link_Roadwheel）、诱导轮（Idler）、主动轮（Sprocket）、履带（Track system）。
《2024年履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》范文
《履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和军事需求的不断升级，履带式特种车辆在各种复杂环境下的机动性能和作业效率显得尤为重要。
为了更好地研究其动力学特性，精细化动力学建模与仿真成为了当前研究的热点。
本文旨在探讨履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真的方法，为车辆的设计、优化和性能评估提供理论支持。
二、履带式特种车辆动力学建模1. 模型假设与简化在建立履带式特种车辆动力学模型时，首先需要作出一些假设和简化，如忽略车辆外部因素如风阻等，仅关注车辆的移动、转向和动力传递等基本特性。
同时，需要分析车辆的各部分结构及相互关系，包括发动机、传动系统、履带系统等。
2. 动力学方程建立基于上述假设和简化，建立履带式特种车辆的动力学方程。
包括车辆的移动方程、转向方程以及各部分之间的力传递方程等。
这些方程将描述车辆在不同环境下的运动状态和受力情况。
3. 模型参数确定为了使模型更加准确，需要确定模型中的各项参数。
这些参数包括车辆的物理参数（如质量、惯性等）、环境参数（如地形、坡度等）以及动力系统参数（如发动机功率、传动比等）。
这些参数的准确获取对于模型的精度至关重要。
三、仿真方法与实现1. 仿真软件选择为了实现履带式特种车辆的精细化动力学仿真，需要选择合适的仿真软件。
目前，常用的仿真软件包括MATLAB/Simulink、ADAMS等。
这些软件具有强大的数学建模和仿真能力，能够满足履带式特种车辆的动力学仿真需求。
2. 仿真流程设计在仿真软件中，需要设计合理的仿真流程。
首先，根据实际需求设置仿真参数，如仿真时间、步长等。
然后，建立履带式特种车辆的动力学模型，并设置模型中的各项参数。
接着，进行仿真实验，观察车辆在不同环境下的运动状态和受力情况。
最后，对仿真结果进行分析和评估。
3. 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出车辆在不同环境下的运动规律和受力特性。
同时，可以评估车辆的动力性能、机动性能和作业效率等。
火炮自动机动力学仿真研究
火炮自动机动力学仿真的研究摘要：简要阐述了火炮自动机工作过程中的动力学特点，介绍了多体系统动力学发展历程以及现状以及火炮自动机动力学仿真的基本思路，为火炮自动机的优化设计提供了理论依据。
关键词：火炮自动机；多体系统动力学；仿真1火炮自动机火炮自动机工作过程具有显著动态特性。
火炮自动机的受力所示复杂的，有随时间变化的带脉冲性质的火药燃气压力和由零件间撞击产生的冲击力。
火炮自动机的运动也是复杂的，在一个射击循环内，各机构工作时机不同；有些构件在启动、停止或改变运动方向时，与基础构件发生剧烈碰撞。
复杂机构在复杂受力状态下的高速运动和撞击，这就是自动机动力学的特点。
自动机动力学主要研究自动机在不同工作阶段，在不同性质的力的作用下的运动规律，计算自动机的设计循环时间和武器的射击频率，判断自动机在各工作阶段的运动学动态特性。
火炮自动机各机构的运动时非稳定的、断续的，并且还具有前述其他特点，因而，在普通机械原理中所用的机械动力学的分析方法，很难直接用来解决火炮自动机各机构的动力学分析问题。
因此，研究和发展火炮自动机各机构分析和综合的方法，特别是动力学分析的方法，仍然是目前迫切需要完成的一项任务。
2多体系统动力学多体系统是指由多个发生相对运动的运动通过运动副连接以实现规定功能的复杂机械系统⑴。
它是于上世界60年代开始在经典力学基础上发展起来并成为新的力学分支，即为研究多体运动规律的科学。
已知武器系统中各个构件的质量属性、集合外形、连接关系以及作用在各个构件上的主动力，求系统中各构件的运动诸元（位移、速度、加速度），从而获取系统的运动规律，以便于研究武器系统及其工作性能，诸如发射响应、刚强度、可靠性等。
这就是多体系统动力学方法在武器系统动力学中的应用。
多体系统动力学分为多刚体系统动力学、多柔体系统动力学、刚耦合系统动力学。
20世纪六、七十年代，美、德、苏的科学家先后提出了各自的方法以解决复杂机械系统动力学问题，形成了将古典的刚体力学、分析力学与现代计算机技术相结合的力学分支-多刚体系统动力学。
轨道炮动力学特性仿真分析报告
轨道炮动力学特性仿真分析报告本报告采用仿真方法分析了轨道炮的动力学特性，旨在探讨轨道炮发射时的加速度、速度、运动轨迹及落点。
1. 计算模型本次仿真采用的轨道炮模型是一种基于磁悬浮技术的研究型轨道炮系统，发射过程中的加速度、速度、运动轨迹和落点均可以被模拟出来。
模型中，轨道炮由两个互相平行的导轨组成，其中一个导轨铺设在水平方向上，用于支撑弹丸运动；另一个导轨铺设在竖直方向上，用于向上提供磁极性力。
导轨之间通过一定的角度夹角，可以使得弹丸获得足够的起始动能，从而满足发射要求。
2. 仿真结果本次仿真分别仿真了两种情况下的轨道炮动力学特性，一是无阻力情况下，二是考虑空气阻力的情况下。
首先，我们对不考虑空气阻力的情况进行了仿真，得到了如下结果。
在这种情况下，轨道炮的加速度约为4000 m/s^2，初速度为约5 km/s。
轨道炮的运动轨迹为一段轨迹曲线，轨迹长度约为500 m，轨迹高度为约15 m。
落点为设计远距离，约为1000 km。
此时，轨道炮的发射效率较高，基本达到了设计要求。
接下来，我们考虑了空气阻力的影响，得到了如下结果。
在此情况下，轨道炮的加速度和初速度均有所降低，分别为约3000 m/s^2和约4 km/s。
此外，轨道炮的运动轨迹也发生了明显变化，由于空气阻力的作用，轨迹变得更加平缓，长度也有所增加，约为800 m。
然而，炮弹仍可以飞行较远距离，落点约为500 km。
需要特别提醒的是，虽然空气阻力的影响不容忽视，但在设计阶段，可以通过适当增大发射载荷的方式来应对这种问题，从而在一定程度上提高轨道炮的发射效率。
3. 结论本次仿真结果表明，无论是否考虑空气阻力，轨道炮在发射初期均具有较高的加速度和初速度，并且能够飞行一定的距离。
同时，由于空气阻力的存在，轨道炮的运动轨迹会发生变化，并且落点也有所偏移。
为了提高发射效率，可以适当增大发射载荷，以此来应对空气阻力的影响。
以上结果对于轨道炮的设计和实验具有一定的参考价值，可作为轨道炮研究的重要依据。
基于虚拟样机技术的某自行火炮火力系统发射动力学特性分析
Ｆ ｉ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｒｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ Ｓ ｅ ｌ ｆ － ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｄ Ａｒ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ ｒ ｙ Ｆｉ ｒ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｐｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＨＵ Ａ Ｂｉ ｎ ｂ ｉ ｎ 。Ｍ Ａ Ｊ ｉ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ，ＤＥＮＧ Ｈｕ ｉ ｙ ｏ ｎ ｇ 。ＺＨＵ（ ）Ｈｏ ｎ ｇ ｂ ｏ 。。 Ｗ Ｕ Ｄａ ｌ ｉ ｎ
３ ５× ６一 ｌ２Ｘ ５— １ ０× ５— １ ０× ６— １× ２ — ３ ８。
炮 在射 击过 程 中 ， 伴 随着 高速 冲击过 程 ， 在现有 的测 试 手段 下 ， 还不 能得 到部 分关键 部位 的载 荷 、 运动数 据 。虚 拟样 机技 术作 为“ 经费效 率 的倍增 器 （ 美 国防 部语） ” ， 不 但能 够 节 省经 费 ， 加速研究进程； 而 且 能 够 得 到任 意部位 的运 动 和载 荷 数 据 ， 为 武 器 系 统 的 设计、 优 化 和 改 进 提 供 有 效 手 段 。本 文 借 助 大 型 ＣＡ Ｄ 软件 、 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ和 动 力 学 仿 真 软 件 Ａ ＤＡＭＳ ， 建
பைடு நூலகம்
ｗａ ｓ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｐｒ ｏ ／ Ｅ ａ ｎ ｄ ＡＤＡＭ Ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ，ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｏ ｐ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ
履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真
履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真1. 引言履带式特种车辆是一种特殊的机动车辆，具有各种特殊用途和工作环境。
例如，在军事作战中，履带式特种车辆可以在复杂的地形条件下运输并提供支持；在工业领域中，履带式特种车辆可以用于重载物料的搬运等。
对于这些特种车辆的研究和设计，精细化的动力学建模与仿真非常重要。
本文将介绍履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真的方法和意义。
2. 履带式特种车辆动力学建模2.1 履带驱动系统建模履带驱动系统是履带式特种车辆的核心组成部分，其动力学特性对整车性能和运动稳定性有着重要影响。
在建模过程中，可以将履带驱动系统简化为电动机、减速器、履带轮和履带四个基本部分。
通过建立相应的力学模型和动力学方程，可以描述履带驱动系统在不同工况下的运动特性。
2.2 车体运动建模车体运动建模是履带式特种车辆动力学建模的另一个重要方面。
通过考虑车体的质量、惯性和运动约束，可以建立车体运动的微分方程。
同时，还需要考虑车体与地面之间的接触力和摩擦力，以完整地描述车体在不同地形和工作条件下的运动。
3. 履带式特种车辆动力学仿真3.1 基于多体系统的仿真方法对于履带式特种车辆的动力学仿真，一种常用的方法是基于多体系统理论。
该方法可以将整个车辆系统抽象为多个刚体，通过建立刚体之间的运动关系和动力学方程，实现对车辆运动状态的仿真和分析。
3.2 运动学仿真和动力学仿真履带式特种车辆的动力学仿真可以分为运动学仿真和动力学仿真两个层次。
运动学仿真主要关注车辆的运动轨迹和姿态变化，通过求解车辆的位置、速度和加速度等参数，来研究车辆在复杂地形下的运动规律。
而动力学仿真则进一步考虑车辆的动力学特性，如力、加速度和扭矩等参数的变化，以更加精细地描述车辆的运动特性和性能。
4. 履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真的意义4.1 优化设计和性能评估通过精细化的动力学建模和仿真，可以对履带式特种车辆进行优化设计和性能评估。
南京理工大学武器系统动力学第七讲基于ADAMS的火炮发射过程仿真
二者采用无缝连接的方式，使Pro/E用户不必退出其应用环 境，就可以将装配的总成根据其运动关系定义为机构系统， 进行系统的运动学仿真，并进行干涉检查、确定运动锁止的 位置、计算运动副的作用力。
②图形接口模块(ADAMS/Exchange)
ADAMS/Exchange是ADAMS/View的一个可选集成模块， 其功能是利用IGES、STEP、STL，DWG/DXF等产品数据 交换库的标准文件格式完成ADAMS与其他CAD/CAM/ CAE 软件之间数据的双向传输，使ADAMS与CAD/CAM/ CAE软 件更紧密地集成在一起。
机技术的发展。
② 软件开发工具包(ADAMS/SDK)
ADAMS/SDK (Software Development Kits)是ADAMS 软件的开发工具包。利用ADAMS/SDK，用户可以把运动仿 真功能完全集成到自己的软件包中，也可以为已有的产品增 加更强的运动仿真能力。集成后的工具包与ADAMS具有同 样的仿真分析功能。
1） 用户界面模块(ADAMS/View) ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，其 界面如下图所示，是以用户为中心的交互式图形环境。它将 简单的图标、菜单、鼠标点取操作与交互式图形建模、仿真 计算、动画显示、X-Y曲线图处理、结果分析和数据打印等 功能完美地集成在一起。
2）求解器(ADAMS/Solver)
ADAMS/Post-Processing可进一步作出因分析与设计目
标设置分析。
③耐用性分析模块(ADAMS/Durability)
耐用性试验是产品开发的一个关键步骤，它对产品零部 件性能、整机性能都具有重要影响，耐用性试验解答了这样 一个问题：“机构何时报废或零部件何时失效?
基于Adams履带车辆工具箱的自行火炮行军试验仿真
第14卷第7期系统仿真学报 Vol. 14 No. 72002年7月JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION July 2002文章编号ATV¸ÃÄ£ÐÍÿÌõÂÄ´øϵͳÓÉÒ»¸öÓÕµ¼ÂÖ1个动力轮整个模型共有1051个自由度负重轮托带轮和履带板的受力状态一使自行火炮越过一障碍双侧动力轮设定同样的驱动力矩三另一侧动力轮设定驱动力矩为0ËÄ·½ÏòÏà·´µÄÇý¶¯Á¦¾Øͨ¹ýÒÔÉÏ·ÖÎö¶¯Á¦ÐÔÄܺͻú¶¯ÐÔÄܵÄÒÀ¾ÝADAMS履带车辆ARun Simulation of Self-mechanized Gun Using Adams Tracked VehicleMA Ji-sheng, YAN Shi(Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)Abstract: In this paper, a dynamic model of a self-mechanized gun is created by adding rotating gun turret, cradle assembly and recoil gun barrel to the tank model in ATV. There are 2 track systems in this model and each track system is constituted of 1 idler, 6 roadwheels, 1 sprocket, 3 support rolls and 84 segments. The whole model has 1051 freedom degrees. The forces acting on the idler, roadwheels, sprocket, support rolls and segments are discussed in detail. 4 simulations are implemented under the following conditions: (1) setting the same rotation speed for the 2 sprockets, letting the gun cross an obstacle. (2) setting the same drive torque for the 2 sprockets, letting the gun run on a plain road. (3) setting drive torque for one sprocket and 0 for another sprocket, letting the gun turn on a plain road. (4) setting drive torque for the two sprockets with the same amount and different sign, letting the gun turn on a plain road. Based on the above analysis, the capability of the gun can be judged quantificationally.Keywords: dynamics of multi-body system; ADAMS; ATV; tracked vehicle; self-mechanized gun美国MDI公司开发的ADAMS 软件是一个机械系统动力学分析软件可方便地建立机械系统的动力学模型在其10.1版中在ATV提供的几种履带车辆模型的基础上本文在其提供的坦克模型(Tank.mod)的基础上建立了某自行火炮的动力学模型进行了自行火炮的越野性能1 模型简介图1是在ATV的坦克模型基础上改进而成的自行火炮动力学模型每侧履带有6个负重轮2001-07-18 修回日期马吉胜(1967-), 男, 河北阜城县人, 副教授, 研究方向为多体系统动力学模式识别与神经网络动力轮前置车体上有可旋转的炮塔炮塔上装有摇架摇架与炮塔之间由转动铰和扭转弹簧相连炮管可沿摇架平动当两个动力轮上施加转动时当两个动力轮上施加驱动力矩时2 部件间的连接及受力分析在车体以上部件的受力比较简单以下主要介绍表现ATV建模特点的履带板负重轮2.1 履带板履带板与地面之间的作用力用一般力表示由一个用户子程序完成该一般力的计算其中z方向力表示履带板与地面之间的垂直方向的作用系统仿真学报 2002年7月• 940 •力摩擦力在仿真中x, y, z然后计算坐标为(x, y)的路面点的z坐标判断履带板是否与地面接触根据变形量另外两个水平方向的变形两个相邻的履带板之间作用有场力和销子的摩擦力矩摩擦力矩为零两个相邻的履带板之间的相对平移和相对转动引起这种场力作用履带板之间用场力相连而不是简单地用转动铰链相连引起地履带板的摆动第一块履带板通过平面铰与车体相连shelf¼´µ±ÂÄ´ø°Ú¶¯¼´Óë³µÌå½Ó´¥2.2 诱导轮诱导轮上作用有一个一般力首先判断哪些履带板与诱导轮接触接触力该一般力由一用户子程序计算在该铰链上可设置摩擦力矩与诱导轮上一般力的计算方法相同在铰链上可定义摩擦力矩的作用连杆一端通过转动铰链连接负重轮连杆与车体相连的铰链处作用有阻尼力矩bumpstop该力矩只有当连杆的扭转弹簧变形过大时才起作用动力轮受到的履带板的作用力之合力也用一个一般力表示负重轮上的一般力的计算方法相同另外在铰链上作用有轴承摩擦力矩在该铰链上作用有轴承摩擦力矩3 仿真算例针对4种行驶状况进行了动力学仿真155 rad/min该设置使所有部件均以同样的初速前进障碍高0.4 m底宽0.6 m×ó²à¶¯Á¦ÂÖÉϵÄÒ»°ãÁ¦ÔÚÆäתÖáÉϵÄÁ¦¾Ø·ÖÁ¿Èçͼ2, 图3 所示2两动力轮设定2000 N¼ÆËã³µÌåÖÊÐÄËÙ¶È×ó²à¸ºÖØÂÖ2的z向力该场力是第36块履带板与第37块履带板之间的场力该分量力相当于第37块履带板受到的第36块履带板的拉力左侧第37Èçͼ4-7所示3左动力轮的驱动力矩设为0m½Ç¼ÓËÙ¶ÈÔÚz轴方向的分量左侧第37块履带板上的场力在其参考系中的x轴上的分量 VX0=02000 N右动力轮的驱动力矩设为2000 N计算车体质心转动角速度左侧负重轮2的z向力如图12-15所示这样这种设置可以模拟自行火炮在崎岖路面行驶造成的履带的复杂的运动履带板之间用转动铰链相连在84块履带板之间加一个球图1 某自行火炮动力学模型图2 左侧动力轮驱动力矩图3 左侧负重轮2的连杆扭簧变形第14卷第7期马吉胜, 等图4 车体质心速度图5 车体质心加速度图6 左侧负重轮2的z向力图7 左侧第37块履带板所受拉力图8 车体转动角速度图9车体转动角加速度图10 左侧负重轮2的z向力图11 左侧第37块履带板所受拉力图12车体转动角速度图13 车体转动角加速度图14 左侧负重轮2的z向力图15 左侧第37块履带板所受拉力铰82个柱铰６３８７但却扩大了动力学方程的求解规模对任一物体都建立6个自由度的动力学方程再增加几个约束方程(2) 所有轮子与履带板之间的接触力计算这些系数的选择另外这些系数与材料的弹性常数泊松比(3) 在ATV的坦克模型中对于有些自行火炮因此可考虑用简单的柱铰代替复杂的张紧装置固定诱导轮没有相应的实验数据可供对比但负重轮的z向力曲线图614可粗略得以验证去除静止时位于地面上的56块履带板的重量每个负重轮的平均负重为32234.2 N10参考文献:[1]Bekker M G. 地面基于Adams履带车辆工具箱的自行火炮行军试验仿真作者：马吉胜， 阎石作者单位：军械工程学院,石家庄,050003刊名：系统仿真学报英文刊名：JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION年，卷(期)：2002,14(7)被引用次数：23次1.Bekker M G地面-车辆系统导论 19782.WONG J Y Theory of ground vehicles John Wiley & Sons 19931.尹华兵.范华春.魏来生基于虚拟样机技术的某车辆性能仿真研究[期刊论文]-系统仿真学报2004,16(10)2.马吉胜自行火炮发射动力学仿真[期刊论文]-计算机仿真2003,20(6)3.郑红.吴国锐.ZHENG Hong.WU Guorui基于ATV的四履带采矿车工况稳定性仿真研究[期刊论文]-华北科技学院学报2009,6(2)4.高飞.于硕.高翔.GAO Fei.YU Shuo.GAO Xiang基于ATV的履带拖拉机张紧缓冲装置的仿真研究[期刊论文]-拖拉机与农用运输车2008,35(5)5.郑红.刘剑雄.吴国锐.ZHENG Hong.LIU Jian-xiong.WU Guo-rui基于Adams/ATV履带车越沟能力仿真研究[期刊论文]-长沙航空职业技术学院学报2007,7(2)1.汤清洪.马吉胜.赵琦.贾长治.吴大林自行火炮履带板疲劳寿命预测仿真研究[期刊论文]-系统仿真学报 2007(9)2.汤清洪.马吉胜.贾长治扭力轴多工况二维随机疲劳载荷谱的编制[期刊论文]-振动与冲击 2007(2)3.易当祥.刘春和.吕国志.李新俊自行火炮行动系统关重件的疲劳寿命仿真[期刊论文]-兵工学报 2007(2)4.汤清洪.王兴贵.马吉胜.陈明自行火炮履带板多载荷疲劳寿命仿真[期刊论文]-计算机仿真 2007(1)5.马传帅.文桂林.韩旭.史力晨.王克运基于ADAMS/ATV的履带装甲车辆托带轮分布方案优选[期刊论文]-系统仿真学报 2007(13)6.狄长春.杜中华.王兴贵自行火炮扭力轴疲劳寿命仿真研究[期刊论文]-火炮发射与控制学报 2004(4)7.谢润.杨国来.徐龙辉自行火炮行进间射击的炮口振动建模与分析[期刊论文]-火炮发射与控制学报 2012(2)8.汤清洪.马吉胜.秦俊奇.黄泽平履带销磨损寿命预测仿真[期刊论文]-军械工程学院学报 2007(2)9.程永强.王三民.陈西宏某型导弹发射装置展开过程的动力学仿真研究[期刊论文]-弹箭与制导学报 2005(2)10.高飞.于硕.高翔基于ATV的履带拖拉机张紧缓冲装置的仿真研究[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2008(5)11.易当祥.吕国志.徐颖强自行火炮行动系统疲劳可靠性分析的CAE仿真方法[期刊论文]-西北工业大学学报 2006(3)12.张涛.郭志强.周志立橡胶履带车辆行走系统的动力学模型及脱轮问题仿真分析[期刊论文]-河南科技大学学报（自然科学版）2006(6)13.汤清洪.马吉胜.赵琦.武彩岗一种计算自行火炮构件全寿命里程的新方法[期刊论文]-火力与指挥控制 2008(2)14.李佳.闫清东.王一拙基于ADAMS和Vega的地面机动武器仿真系统的研究[期刊论文]-计算机仿真 2006(2)15.张文晖电梯机械安全装置极限状态下的动态仿真[学位论文]硕士 200416.易当祥自行火炮行动系统疲劳断裂可靠性分析与仿真研究[学位论文]博士 200517.汪洋张力辊和支撑辊虚拟样机动态仿真[学位论文]硕士 200418.程永强某型地空导弹发射装置动力学分析与导弹出筒速度的控制仿真[学位论文]硕士 200519.刘宋科圆锥式安全离合器的理论和实验研究[学位论文]硕士 200520.袁菲某火炮传动系统随机载荷下齿轮疲劳寿命预测方法研究[学位论文]硕士 200621.吴南星高速高精度数控车床结构动力学特性与仿真技术研究[学位论文]博士 200422.程军异构双腿行走机器人联合仿真分析及人工腿的设计[学位论文]硕士 200623.王斌锐异构双腿行走机器人研究与开发[学位论文]博士 2005引用本文格式：马吉胜.阎石基于Adams履带车辆工具箱的自行火炮行军试验仿真[期刊论文]-系统仿真学报 2002(7)。
火炮与自动武器系统动力学
① 部件简化。 ② ③ 载荷简化。 ④ 系统简化。
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第三节
根据模型参数获取的目的不同，可将武器系统动力学模型的参数分为
（1） 模型物理参数。 （2） （3） （4） 模型验证参数。
3.3.1 模型物理参数的获取
J
T2
4 2
(k1l12
k2l22
mgh) mh2
（3） 三线摆装置测试方法。原理图如图3－12所示。
（3－8）
J
R2T 2mg
4 2l
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三、 刚度系数获取方法
（1） 刚度示意图。通常在二维工程图中，不会直接标出刚度系数， 而是画出刚度示意图（力-位移或力矩-角度曲线），可以通过计算得 到大致的刚度系数。如图3－13为某枪击锤簧刚度示意图
图3-36为击锤的角速度、角加速度曲线。图3-37为击锤与扳机接触处 的受力曲线。图3-38为枪弹质心位置变化曲线。
下面给出抛壳过程中弹壳底部中心点的位移、速度、角速度变化曲线。 从图3-39、图3-40、图3-41中可以看出，弹壳被抛出以后，是旋转地
上一页 下一页
图3-36 击锤的角速度、角加速度曲线
三、 测力的主要方法是测有关弹性元件的变形。火炮与自动武器上的力多
半要动测，所以采用电阻应变片测定变形。 （1） 测力弹性元件的设计。 （2） 测力传感器的应变电桥设计。 四、 射击精度测试 评价火炮与自动武器的射击精度时，应考核其散布中心误差和射击密
集度是否合乎要求，为此，一般须先校正样枪的瞄准具（可用冷枪校 正镜），使表尺归零时瞄准线与枪膛轴线基本平行。然后，以类似试 枪与射效矫正的方法和要求做好准备，视不同枪种，在一定射距上， 以单发和（或）点射进行。
自行炮车体参数化建模
自行炮车体参数化建模
毛保全;陈运生
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】1997(018)004
【摘要】采用多重动态子结构法建立自行火炮车体参数化动力分析有限元模型，计算了自行火炮车体的固有频率和主振型，并与整体有限元法作了比较，为全炮在不同射击姿态下进行动力学仿真研究奠定了基础，也充分体现了多重动态子结构法在复杂结构动力分析中的优越性。
【总页数】4页(P368-371)
【作者】毛保全;陈运生
【作者单位】南京理工大学机械学院;南京理工大学机械学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ302
【相关文献】
1.基于APDL高速铝合金车体参数化建模 [J], 张军;兆文忠;李永华;王悦东;王剑
2.基于特征的高速列车铝合金车体断面参数化建模 [J], 戚林;张海柱;黎荣;邹益胜;王建;马晓杰
3.铁路客车车体参数化建模研究 [J], 许良中;姚松;潘云艳
4.某自行反坦克炮瞄准手仿真训练的建模 [J], 陈振华;张广苏
5.基于UG/Open的自行式房车空间参数化建模设计 [J], 路艳玲;徐家川;李迪;高红臣
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复进节制器活塞工作 面积 ； 为支流最小截 面积 ； 为液 。 流孔面积 ；， ｎ 为复进节 制器 液流孔 面积 ； 为后坐速度 。
ｊ
土 壤
图 １ 全 炮 拓 扑 关 系结 构
１３ 动 力 学 方 程 ．
ＡＡ Ｄ ＭＳ软 件 采 用第 一类 拉 格 朗 日方 程 建 立 系 统 的 动
上为正 ， 轴按右手定 则确定 。全 炮系统共 有 ２ ４个 刚体 ， ４ ３个 自由度 ， 拓扑 关 系 如 下 ： 坐部 分 与 摇 架 以滑 移 铰 后
式 自行火炮发射时 的动力学 响应 ， 其动力 学建模进行 了 对 研究 。以期能为该火炮的研制提供较好的理论依据 。
体～实体接 触 （７ ， ｈ ） 下履 带 与地 面 定义 实 体一 实体 接触
１ 动 力学 建 模 基 础
１１ 基 本 假 设 ．
（ ８ 。全炮 拓 扑 关 系 结构 如 图 １ 示 。 ｈ） 所
第３ ｌ卷
第 ６期
四 川 兵 工 学 报
２ １ ６月 ０ ０年
【 武器装备】
履 带 式 自行 火 炮 发 射 动 力 学 仿 真 建 模
周 成 ， 克秋 ， 其 辉 ， 亚栋 顾 卢 徐
（ 南京理工大学 机械工程学院 ， 南京 ２０９ ） １０ ４
摘要 ： 基于多体系统动力学理论 ， 利用多体 系纪动力学 仿真软件 Ａ Ａ ， Ｄ ＭＳ 对某履带 式 自行火炮 动力学模 型的建 立进行研究 ， 并进行发射动力学仿 真。建模 时使用 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ函数实现 了火炮 中力元 的建模 ， 提高 了建模效率 ； 在 对履带部分进 行简化 时考虑实 际情况 ， 体现 出 炮发射时履带对车体的作用力 。从仿 真结果知该模 型较 好的反 映了火炮 后坐 复进特性及车体在后坐力作用下的位移。 关键词 ： 自行火炮 ； 发射动力学 ； 履带建模 中 图 分 类 号 ：Ｊ０ Ｔ３１ 文 献 标 识 码 ： Ａ 火炮发射 时的受力和运 动情况 十分 复杂 ， 经典 的火 炮 设计 理论建立 在火炮 处 于平衡 、 静止 和稳定 假设 条件 下 ， 这很难获得火 炮发射 时 的受力 和运 动规律 ｊ 。在对履 带
文章编号 ： ０ １ ６—００ （０ ０ ０ ｏ ２ ０ ７７ ２ １ ）６一 ００—０ ４
（ １ 连接 ； ｈ） 摇架 与回转部分 以柔性铰 （ ２ 连接 ， ｈ） 柔性铰 绕
轴 转 动 刚度 为 高 低 机 刚 度 ， 、 ＹＺ方 向设 定 较 大 刚 度 ； 转 回
部 分与车体 以柔性铰 （ ３ 连接 ， ｈ） 柔性铰绕 ｙ轴转动 刚度 为 方 向机 刚度 ， 其余刚度模 拟炮塔相 对车体 的俯 仰跳动 和侧
向跳 动 ； 履 带 一 主 动 轮一 从 动轮 与 车 体 用 固接 铰 （ ４ 连 上 ｈ）
式 自行火炮物理模型进行适 当简化后 ， 用多 体系统动力 学
理论建立其虚拟样机模型 ， 对其进行 发射动 力学 研究 已经
越来越受 到科研 人灵 的重 视
。本 文 中为 获得某 履 带
接； 车体与负重轮 之间 采用非 线性 弹簧模 拟 ， 并定 义滑 移 铰 （５ ； ｈ ） 上履带与下履带之间的作用关 系采用具有 随位 移 变化 的非 线性 矢量 力模 拟 （ ６ ； ｈ ） 负重 轮与 下履 带定 义 实
周
所建立 的动力学方程为 ａ（ Ｉ ｏ ｒ
一
戚 ， ｛ 带式 自行 火炮发 射 动力 学仿 真 建模 等 履
口 ； Ｐ Ａ Ａ 一— ｎ Ａ — ＝ Ｐ ｑ ／ ＇ ２ ＂
． ｔ
２ １
（） ８
ｐ Ａ （） ＋ Ｑ （ 式 中 ： 为 主 流 和 支 流 阻 力 系 数 ； 为 制 退 液 密 度 ； ０ 普 ＋ｐ １ Ｔ 一 ） Ｋ、
摇 架 Ｈｈ１＼后 坐 部 分 ／
一
根据火炮实际射击的物理过程作 如下假设 ： １ ）自行火炮在 水平 地面 上处 于停 车状 态 ， 主动 轮 制
动 ， 挂不 闭锁 ； 悬
回 转 部 分
ｈ４
２ ）制退 机 、 复进机 、 高低机和 平衡机等 提供 的力均是
广 义 坐 标 、 义 速 率 和 结 构 参 数 的 函数 ； 广 ３ ）土壤 具 有 弹塑 性 ， 壤 反 力是 广义 坐标 和广 义 速 率 土 的 函数 ；
力学方程。以刚体 ｉ 的质心在惯性系 中的笛卡 尔坐标和欧 拉角作为广义标 ， ｇ ＝［ ｙ ，， （ ＝１２ 即 ， ，， １ ］ ｉ ， …ｍ） 则 ９ ，
｛ 收稿 日期 ：００— ３—１ Ｉ ｝ ２１ ０ ０ 作者简 介 ： 周成（ ９６ ） 男 ， 士研究生 ， １８ 一 ， 硕 主要从事火炮 系统仿真研究 。
左 负重 轮
ｈ ４
右 负重 轮
‘
上 履
ｈ ７＼
‘
．—／
４ ）忽略各构件 的弹性变形 ； ５ ）将全炮简化成 履带 （ 左右 ） 负 重轮 （２个 ） 悬挂 、 １ 、 部分 、 车体部分 、 回转部 分、 架部分 和后坐部分 等物体组 摇 成 的多体系统 。
１２ 模 型 描 述 ． ． 设 定 全 局 坐 标 系 为 ： 点 位 于 Ａ Ａ Ｓ Ｖ Ｅ 平 台 的 原 Ｄ Ｍ ／ ＩＷ 缺省坐标原点 （ ００ ， 模型 中为炮尾后 端面 圆心 ， ０，， ） 在 Ｚ轴 沿 ０ 射 角 时 的炮 膛 轴 线 ， 指 向 炮 口为 正 ， 沿 铅 垂 向 。 且 Ｙ轴
完整约束 方程 为 ： （ ）＝０ 非 完 整约 束方 程 为 ： ｇｔ ， ０
（ ， ，ｑ口 ｔ ）＝ ； Ｔ为 ｑ系 Ｑ
为后坐时活塞工作 面积 ； 为制 退机节 制环 孔 面积 ； 为 Ａ
为广义力列 阵， Ｐ为对应于完整约束 的拉式乘子 列阵 ， 为