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。
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《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。
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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