某复杂自动机械动力学仿真与优化

发布时间：2023-12-29 17:32

　　自动榴弹发射器——机枪与轻型迫击炮的“混血儿”已经成为战场上最常见的班组支援武器。本文以某自动榴弹发射器为研究对象,采用虚拟样机技术完成了自动机和供弹机构的仿真与优化。 本文建立了自动榴弹发射器虚拟样机模型,对自动机运动特性、关重件的受力情况以及供弹机构的运动进行了分析。完成了供弹机构的杠杆凸轮轮廓曲线的参数化建模与参数灵敏度分析,应用iSIGHT集成ADAMS,选用多岛遗传算法进行供弹机构的多目标优化,显著减少了供弹机构的能量损耗,提高了自动机和供弹机构的工作性能。运用ADAMS的脚本控制命令,实现了自动榴弹发射器的五连发仿真,进一步验证虚拟样机建立的正确性。分析了各参数变化对自动机运动特性的影响,对自动机进行了单目标优化,显著提高了自动武器的射频。最后,进行了样机靶场试验,经过试验的信息处理,获得到了单、连发的自动机的运动曲线,验证了某自动榴弹发射器样机的运动可靠性。通过对比连发仿真曲线和试验曲线,再一次验证了模型建立的合理性。 本论文为自动武器自动机和供弹机构杠杆凸轮轮廓曲线的结构优化提供了新方法,同时为进一步进行某自动榴弹发射器工程样机改进提供了参考依据。

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外大底缘弹药自动机与供弹机构的工作特点及发展现状
    1.3 国内外多体动力学的发展状况及在武器中的应用研究
    1.4 国内外优化设计的发展及其在自动武器的应用
    1.5 本文研究主要内容
2 某自动榴弹发射器虚拟样机模型的建立
    2.1 基于ADAMS的多刚体系统动力学
        2.1.1 ADAMS简介
        2.1.2 ADAMS多刚体建模理论
    2.2 虚拟样机建模
        2.2.1 自动榴弹发射器结构
        2.2.2 三维模型的导入
        2.2.3 模型的假设与简化
        2.2.4 运动副约束的设置
        2.2.5 载荷的施加
        2.2.6 虚拟样机动力学分析
    2.3 本章小结
3 供弹机构优化
    3.1 供弹机构参数化建模
        3.1.1 模型的简化
        3.1.2 大杠杆的参数化
    3.2 关键参数灵敏度分析
        3.2.1 左圆弧半径R
        3.2.2 右圆弧半径R3

        3.2.3 左圆弧圆心横坐标X₀

        3.2.4 左圆弧圆心纵坐标Y₀

        3.2.5 右圆弧圆心横坐标X₃₀

        3.2.6 右圆弧圆心纵坐标Y₃₀

    3.3 供弹机构优化设计方法
        3.3.1 优化设计模型
            3.3.1.1 目标函数
            3.3.1.2 设计变量
            3.3.1.3 约束条件
        3.3.2 优化算法
        3.3.3 优化设计算结果与分析
    3.4 本章小结
4 自动机优化
    4.1 五连发仿真
        4.1.1 模型的简化及传感器的设置
        4.1.2 脚本控制
        4.1.3 连发仿真结果分析
    4.2 参数变化对自动机动力学特性的影响
        4.2.1 自动机质量
        4.2.2 枪机复进簧
        4.2.3 枪机缓冲簧
        4.2.4 大杠杆结构参数
        4.2.5 参数对射频的影响度分析
    4.3 射频优化
        4.3.1 优化设计模型
        4.3.2 优化设计计算结果与分析
    4.4 本章小结
5 关重件的有限元分析
    5.1 有限元简介
    5.2 大杠杆强度分析
    5.3 小杠杆强度校核
    5.4 节套静强度分析
    5.5 本章小结
6 全文工作总结
致谢
参考文献
附录



本文编号：3876128