提出了一種剛度可變并帶有阻尼的新型彈簧雙向緩沖裝置并對航炮后坐系統(tǒng)過程進(jìn)行了動力學(xué)建模和仿真。不考慮碰撞建立火炮、串聯(lián)彈簧和阻尼所組成系統(tǒng)的非線性動力學(xué)模型,運(yùn)用4階Runge-Kutta數(shù)值算法得到了單彈簧、串聯(lián)彈簧和結(jié)合阻尼的串聯(lián)彈簧3種緩沖方式下后坐過程的數(shù)值解,并在ADAMS中進(jìn)行了系統(tǒng)動力學(xué)仿真。分析了剛度可變彈簧緩沖裝置中前置彈簧剛度、后置彈簧剛度、阻尼等對最大后坐力的影響規(guī)律。數(shù)值仿真結(jié)果驗證了剛度可變彈簧緩沖方法對最大后坐力的減少機(jī)理。在緩沖位移、初始預(yù)壓力相同的條件下,最大后坐力由9 100N降低為6 534. 24 N,剛度可變彈簧緩沖裝置相比單剛度緩沖裝置大大降低了最大后坐力和沖擊,應(yīng)用于某型航炮項目上,減后坐沖擊效果很好。

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【部分圖文】：

圖1 新型剛度可變緩沖器原理示意圖

新型剛度可變彈簧緩沖器原理如圖1所示，其中，前置彈簧8預(yù)壓縮量為δ1，后置彈簧10預(yù)壓縮量為δ2。工作原理:套筒1與火炮身管固連，拉桿12與炮架固連。航炮擊發(fā)時，在火藥燃?xì)庾饔孟�，套�?相對于外預(yù)壓套筒7和拉桿12向右運(yùn)動。后置彈簧10設(shè)置了較為合理的預(yù)壓力，且大于前置彈簧8的預(yù)....

圖2 基于剛度可變彈簧緩沖的航炮局部示意圖

航炮系統(tǒng)在射擊時，受到的主要作用力力為擊發(fā)時膛內(nèi)高溫高壓火藥氣體對膛底的壓力。作用于膛底的膛內(nèi)壓力會使炮身后坐，它會直接影響整個航炮發(fā)射裝置的后坐力、后坐位移的大小和整個航炮系統(tǒng)的動力學(xué)特性。如圖2所示的某型航炮為本文的研究對象。模型中首先需要確定的作用力主要有膛底壓力、膛口制退....

圖3 3種緩沖裝置的后坐力與時間t的關(guān)系曲線

為了研究剛度可變彈簧緩沖器比單剛度彈簧緩沖器在緩沖效果上的優(yōu)勢，本文對3種緩沖器用Matlab進(jìn)行數(shù)值計算，通過對微分方程的解析，運(yùn)用胡克定律和4階RungeKutta數(shù)值算法，得出3種裝置的緩沖力F、緩沖距離X分別與時間t的關(guān)系曲線如圖3、圖4，緩沖力F和緩沖距離X的關(guān)系曲線如....

圖4 3種緩沖裝置的緩沖位移曲線

根據(jù)第二節(jié)內(nèi)容計算出該型航炮炮架后坐沖量為126kg·m/s，炮架質(zhì)量為63kg，初始后坐速度為2m/s，緩沖距離設(shè)定為20mm,3種緩沖器的初始預(yù)壓力為3500N。單剛度緩沖器緩沖簧剛度k為280N/mm，后坐力F為9100N。剛度可變緩沖器k1取值1500....

本文編號：4048488