60mm全自动轻型迫击炮后坐力缓冲和方向机的设计与研究

论文摘要

迫击炮是当今战场不可缺少的兵器之一,它具有体积小,重量轻,火力强等特点,因此在现代战争中依然占据了一席之地。随着军事科技的发展,全自动迫击炮正在呈现代替传统迫击炮的趋势。本文的主要研究内容为全自动迫击炮后坐力缓冲以及方向机的研究与设计。参照大型火炮的制退机以及工业生产中的液压缓冲器,本文对迫击炮进行了孔套式制退机的设计以及缓冲过程中各参数对缓冲过程影响的分析。在制退机的设计中,为了使制退机提供稳定的缓冲力,本文推导了制退机阻尼孔面积随缓冲行程变化的公式,并将阻尼孔面积进行了离散化。针对液压缓冲动态过程,本文建立了三种数学模型：油液不可压缩缓冲动态过程数学模型、考虑油液的可压缩性缓冲动态过程数学模型,加入蓄能器的制退机缓冲动态过程数学模型。其中,在制退机中加入蓄能器的目的是补充泄露和向制退机活塞提供压力用以保证活塞在非战斗状态下保持原位。动态仿真中,运用Matlab/Simulink进行仿真,对三种数学模型中的缓冲力、后坐速度、工作腔压力、以及油液的被压缩量等进行对比和分析。在方向机的设计中,采用伺服阀控马达的结构,对方向机的角度进行精确控制。在阀控马达的数学建模中,运用Laplace变换,并建立方框图,使用Matlab/Simulink进行仿真,对系统的动态性能进行分析；还运用了Matlab/Simulink中的Simhydraulic仿真模块进行仿真,并将两种仿真结果进行对比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 火炮概述
• 1.2 火炮系统的主要组成部分
• 1.3 火炮的分类
• 1.4 迫击炮发展情况
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 迫击炮后坐力的液压缓冲
• 2.1 制退机的原理
• 2.2 制退机的结构
• 2.3 后座阻力与运动规律
• 2.4 制退液
• 2.5 工业缓冲器
• 2.5.1 缓冲器的能量吸收
• 2.5.2 液压缓冲器的节流与复位
• 2.5.3 固定节流式液压缓冲器和渐变节流式液压缓冲器
• 2.5.4 多孔式液压缓冲器结构及工作原理
• 第3章 后坐缓冲装置的数学建模
• 3.1 后坐初始参数计算
• 3.2 制退机设计方案
• 3.3 孔套式制退机阻尼孔设计
• 3.4 忽略油液的可压缩性缓冲动态过程数学建模
• 3.5 考虑油液的可压缩性缓冲动态过程数学建模
• 3.6 带有蓄能器的孔套式制退机缓冲动态过程数学建模
• 3.6.1 带有蓄能器孔套式制退机的结构
• 3.6.2 缓冲动态过程数学建模
• 第4章 迫击炮缓冲过程Matlab动态仿真
• 4.1 仿真软件Matlab简介
• 4.2 微分方程仿真环境
• 4.3 缓冲器仿真前提假设
• 4.4 孔套式制退机的设计计算
• 4.4.1 缓冲器基本参数确定
• 4.4.2 节流孔面积和缓冲行程的变化关系
• 4.5 基于Simulink的缓冲动态仿真
• 4.5.1 忽略油液可压缩性的缓冲动态仿真
• 4.5.2 油液的可压缩性对动态缓冲的影响动态仿真
• 4.5.3 带有蓄能器的孔套式制退机缓冲过程数学建模
• 4.6 本章小结
• 第5章 迫击炮方向机的液压控制系统设计
• 5.1 控制方式的选择
• 5.2 方向机结构设计
• 5.3 方向机传动系统设计
• 5.3.1 动力元件和控制元件参数的计算与选型
• 5.3.2 计算系统的动态品质
• 5.3.3 系统的计算机仿真与误差分析
• 5.4 基于Simulink/Simhydraulic方向机液压控制系统仿真
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢