坦克-火炮系统行驶间振动建模与仿真

本文就坦克在不平地面行驶时坦克—火炮系统的振动问题进行了动力学分析与建模，主要包括：通过随机抽样法建立双侧不平地面模型，采用状态方程法建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型，并进行了仿真。本文的分析方法将坦克车体的振动对火炮运动的影响体现出来，更加全面和客观地反映了坦克行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的仿真结果进行分析，能够定量地得到各参数变化对坦克—火炮系统在行进间的稳定与射击的影响程度，这对于坦克—火炮系统的设计与优化有着积极的作用。     

基于RecurDyn和MATLAB的坦克底盘-火炮系统动力学联合仿真研究

为了对坦克底盘-火炮系统中火炮的振动特性进行准确描述,提出应用多软件联合仿真的方法,分别基于Recur Dyn和MATLAB建立坦克底盘多体动力学模型和炮控系统模型,二者相结合建立联合仿真系统模型;在稳定工况下,对坦克底盘-火炮系统高低向俯仰角振动特性进行仿真研究.结果表明:随路面不平度的增大和坦克行驶速度的提高,火炮高低向误差角变大,稳定性变差;所建联合仿真模型能够很好的模拟火炮的高低向俯仰角振动,联合仿真方法提高了模型的准确度和计算效率,为坦克在不同行驶条件下进行火炮射击提供了定位范围参考.     

火炮原地发射时坦克车体的振动

本文建立了火炮原地发射时五九式中型坦克车体的振动模型,它由瞬态振动模型和剩余振动模型两部分组成。模型着重考虑了悬挂系统和履带对车体振动的影响。模型与试验结果一致。     

任你道路崎岖 我自如履平地——富有弹性的坦克悬挂系统

坦克装甲车辆高速行驶在崎岖的道路上．虽然履带或车轮园地面不平而上下跳动．但车内的乘员却感受不到强烈的巅震，究其原因．是悬挂系统起的作用。悬挂系统是坦克装甲车辆行动装置的重要组成部分，是将坦克装甲车的车体和负重轮连接起来的所有零部件的总称，主要包括弹性元件，减振器，限制器、平衡肘等。确保行驶平稳乘坐舒适、保持乘员的工作效能是悬挂系统的核心任务。具体说．其功能主要体现在以下两个方面。一是弹性支承车体．缓和行驶装置（履带和负重轮）在路面行驶时产生并传给车体的冲击与振动，改善车内乘员的工作环境．提高工作效能。园地面崎岖而引起的坦克装甲车的起伏振动，会严重影响车内乘员的观察、瞄准和射击。同时这种振动会使车内乘员很一决感到疲劳、恶心．头晕．严重时会造成内脏器官的损伤，极大地削弱战斗力；悬挂系统的另一个功用是减轻振动对车辆各部件的损伤和破坏，增加可靠性．从而确保坦克装甲车辆在任何路面上都能充分发挥动力-传动装置的最大效能．并保证其能以最大车速行驶．使车辆具有良好的机动性。坦克在恶劣地形上的高速运动能力取决于悬挂系统．特别是悬挂系统为负重轮提供的垂直行程。它是评价坦克装甲车辆战场机动性重要的指标之一。     

坦克底盘与火炮匹配性评价平台研究

建立了坦克底盘与火炮匹配性评价的理论模型,应用虚拟样机技术和动力学软件ADAMS分析了坦克底盘与火炮参数化动力学模型,得出匹配性评价动态参数。以获得的评价参数为基础,使用SOLSERVER作为数据库开发平台,通过建立完整的火炮和坦克底盘的数据库结构,以VC^＋＋．NET作为编程工具,在平台内实现了匹配性评价的数学模型。     

装甲车辆平顺性仿真及试验验证

该文研究内容为车辆(轮式、履带)在不平路面行驶和通过障碍时的平顺性问题。利用状态方程法建立了包括随机和确定路面轮廓、三维车体等较为通用的车辆行驶平顺性模型。并针对行驶振动中车轮与悬架的碰撞建立了专用模型。对某型装甲车辆进行了计算机仿真和验证,对模型的精度和有效性进行检验和评估。结果证明所建立的车辆—地面系统模型是有效的。该模型和建模采用的方法为装甲车辆的系统设计和动力学分析提供了一条途径。     

高速机动条件下坦克行进间火炮非线性振动动力学研究

为研究高速机动条件下坦克行进间非线性振动情况,基于动态协同仿真方法,建立了坦克行进间机械、电气与液压联合仿真模型。分别在机电一体化仿真软件Amesim中建立液压子系统模型,在仿真软件MATLAB/Simulink中建立控制子系统模型,在多体系统动力学软件RecurDyn中建立考虑身管柔性等多个非线性因素的坦克机械系统模型。运用谐波叠加法分别编写了考虑左右履带不平度相干性的D级、F级三维路面不平度计算程序。动力学计算结果表明：身管柔性会造成炮口振动的振幅大于摇架处;当路面不平度较小且行驶速度较低时,炮口相对于摇架整体向下弯曲;随着路面不平度的增大和行驶速度的提高,车体及摇架稳定性急剧恶化,稳定器无法保证稳定精度,此时,身管柔性造成的炮口与摇架处高低角位移差异显著减小;身管柔性因素对于射击精度的影响难以通过简单的静态修正得以解决,还需综合考虑坦克的行驶工况。     

基于soft-soil轮胎的自行火炮动态响应仿真研究

为掌握某型自行火炮在几种典型软土地面上的行驶与射击动态响应规律,探索前轮车辙对后轮的影响,基于多体系统动力学软件ADAMS和有限元软件ABAQUS,建立自行火炮刚柔耦合行驶与射击动力学模型。使用soft-soil轮胎模型,考虑各种土壤的弹塑性、承压特性、剪切特性和轮胎变形等因素,全面分析火炮行驶与行进间射击关键位置的动态响应,得到相比于不考虑前后轮车辙影响的区别和特点。获得更加真实的考虑了地面环境的结论,进一步为作战地面参数化构建技术以及车辆振动干扰研究等提供参考依据。     

自行火炮进间射击动力学研究

本文根据自动火炮系统的结构及运动特点，用多体动力学理论的Kane-Huston方法建立了自行火炮的全炮多体系统动力学模型，分析了射击时的作用力，考虑了先进时地面对车轮及系统的约束作用以及履带对车体振动的影响；对该模型在射击力及地面激励作用下的响应进行了计算，计算与试验结果较为吻合。     

自行火炮行进间动力学模型及仿真研究

本文采用多刚体系统动力学综合技术对自行火炮在行进过程中的运动和受力进行了分析,以自行高炮为例,将系统划分为车体、炮塔、火炮、跟踪平台回转体和跟踪平台俯仰体等五个刚体,各刚体之间存在相对运动,整个系统由悬挂装置和履带弹性支撑在地面上.自行火炮系统具有七个自由度,建立了系统动力学模型,其中动力学方程的最终形式可由程式化软件来完成.对自行火炮在搓衣板型和麻花型路面上行驶时的动力学特性进行了仿真分析,得到了车体俯仰和滚转的运动规律.研究成果对于自行火炮总体设计和运动性能评估具有重要的参考价值.     

自行炮底盘固有特性分析——多重动态子结构法的运用

采用多重动态子结构方法建立自行炮底盘的动态分析有限元模型并得出底盘的固有频率和主振型，为求解其动力响应和全炮的动力学分析奠定了基础，并充分体现了动态子结构法解决大型结构动力分析问题的优越性。     

自行高炮行进间射击炮口响应特性研究

为研究自行高炮行进间射击时的炮口响应特性,基于多体系统动力学、车辆地面力学、火炮发射动力学建立了自行高炮行进间发射动力学模型,运用谐波叠加法,对典型的自行高炮行驶路面进行重构。通过数值计算获得了不同行驶和射击工况下的炮口响应,分析了行驶速度、路面等级、射击载荷、射角等因素对自行高炮的炮口响应的影响。考虑了自行高炮结构非线性因素,运用有限元方法和接触碰撞理论,将柔性身管模型和滚珠座圈大规模接触碰撞模型应用于模型中。计算结果表明,随着行驶速度和路面等级的提高,炮口动态响应增大,行进间不同射击工况下,炮口响应情况有较大差异。研究结果为掌握自行高炮行进间射击炮口扰动规律提供了参考依据。     

某自行火炮行进间射击建模与动态响应研究

为掌握某型轮式自行火炮行进间射击时的关键位置动态响应规律,使用 Fourier逆变换法重构 D级行驶路面,并利用 ADAMS软件自带函数库编写发射动力学所需的复杂函数力,基于多体系统动力学和车辆地面力学,借助三维绘图软件 CREO、多体动力学分析软件 ADAMS、有限元软件 ABAQUS建立该型装备的行走、火力、路面等部分的虚拟样机模型,通过试验验证模型的正确性,进行仿真计算并研究自行火炮2个关键位置的动态响应特征,计算结果可为研究该型装备火控系统精度、行进间射击射弹散布规律和观瞄位置干扰提供参考依据。     

某型步兵战车行进间射击高低机动态接触非线性计算

为建立更为准确的火炮发射动力学仿真模型,以某型步兵战车高低机齿轮与齿弧为对象,对双齿啮合接触刚度系数进行了计算,并与整体ADAMS发射动力学模型进行了耦合。建立了齿轮与齿弧有限元模型,设置齿轮与齿弧初始啮合位置为双齿啮合区,采用罚函数法,求得接触力、接触间隙、接触渗透量等双齿区域接触特性,结合Contact接触力公式计算双齿接触刚度系数。以此为基础数据,建立了ADAMS步兵战车整车刚柔耦合发射动力学模型,对火炮行进间射击过程进行动力学仿真分析; 研究了2档车速下4种中等起伏路面条件下的行进间射击结构动态响应,齿轮、齿弧之间的动态间隙对火炮俯仰部分的空间指向的影响,分析结果表明,计算的高低机双齿啮合接触刚度系数能有效反映行进间射击过程中的动态特性,并为实现高机动条件下的高精度打击能力、提高射击精度提供数据基础。     

某自行火炮总体结构参数灵敏度分析与优化

为了有效地降低某轮式自行火炮高低炮口扰动，对武器系统的总体结构参数优化进行了初步研究。建立了考虑炮身弹性变形、自动机主要构件的运动和碰撞等复杂因素的全炮动力学模型。根据某火炮的结构组成和发射原理，把武器系统简化成由身管、供弹臂、弹丸、摇架、炮塔、底盘等24个物体组成的多体系统。在对影响炮口垂直扰动的主要参数进行灵敏度分析的基础上，利用随机方向优化算法对武器系统的总体结构参数进行了优化。优化效果明显，为武器系统的总体设计和结构设计提供了理论依据。     

基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制

针对底盘运动和路面起伏对地面无人战车行进间跟瞄带来的非线性干扰问题,提出一种基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制方法。该跟瞄控制方法由主控制器与补偿控制器两部分构成,主控制器利用PID控制算法结合当前跟瞄误差得到主控制量,补偿控制器利用Dueling Q网络强化学习算法对战车当前状态和局部规划路径附近的路面起伏信息进行处理得到补偿控制量。建立地面无人战车一体化运动学模型,对基于强化学习的补偿控制算法进行阐述;基于V-REP动力学软件在三维场景中进行仿真验证。实验结果表明：基于强化学习补偿的跟瞄控制方法对底盘运动和路面起伏具备较好的自适应能力,有效地提升了无人战车行进间跟瞄的准确性与稳定性。     

轮式车载火炮火力与底盘系统匹配性能评估方法研究

针对轮式车载火炮火力与底盘系统匹配性能评估难的问题,将模糊综合评判法引入到火炮火力与底盘系统匹配性能评估中。通过分析车载火炮火力与底盘系统的匹配评价因素,建立了相应的匹配评价体系。应用 AHP法获得各评价因素权重系数,基于模糊综合评判法建立评估模型,综合专家经验确定各评价因素的隶属度函数,实现了对车载火炮火力与底盘系统匹配性能的定量化评估。计算结果表明了车载火炮火力与底盘系统匹配性能评估的可行性。     

履带车辆行进间射击的随机响应研究

以某履带车辆为研究对象,基于多体动力学理论建立了履带车辆动力学模型和火炮发射动力学模型,用该仿真模型计算分析了随机路面和后坐载荷激励下车辆的动态响应.结果表明:该动力学模型及其仿真计算能够较为准确地反映履带车辆行进间的射击状态,为武器系统与底盘的匹配计算提供技术参考.     

空降自行火炮着陆过程平衡肘等效疲劳寿命分析

某空降型自行火炮着陆过程有车体姿态倾斜履带轮率先着地情况的发生,为了确定这样一次着陆冲击过程对履带系统关键部件平衡肘的损伤影响程度,建立了整炮的虚拟样机模型,通过对整炮虚拟样机模型进行空投着陆仿真以及同等路面行驶仿真,分别得到平衡肘上的动载荷谱。建立了平衡肘的有限元模型,对于着陆冲击时载荷较大的工况,采用应变疲劳分析方法ε－N进行疲劳寿命分析,对于行驶时载荷较小的工况,采用应力疲劳分析方法 S－N进行疲劳寿命分析,通过对两种工况下平衡肘的疲劳寿命对比,计算得到这样一次着陆冲击对平衡肘的损伤影响相当于火炮在同等路面上行驶了936 km。计算结果可为火炮的可靠性评估提供依据。