转管机枪缓冲器优化设计

论文摘要

减小武器的后坐阻力,提高武器的射击精度已成为武器装备核心中一项重要而又长期的研究课题。本文用动力学分析的方法设计一种转管机枪用高效缓冲器。所设计的缓冲器可大幅度降低转管机枪发射时的后坐阻力,并可在一定程度上提高武器的设计精度。对缓冲器的一些参数进行优化设计,改进其结构参数,使其达到要求的指标。建立后坐运动的数学模型,找出设计变量、约束条件和目标函数,运用正交设计法,编写优化程序对缓冲器进行参数优化。选择合适的结构参数,达到减小后坐阻力的目的。用Matlab软件对后坐过程进行仿真,对其动态特性进行分析,得到了缓冲过程的主要性能的曲线和大量数据,模拟了几个主要结构参数的变化对缓冲位移、速度和后坐阻力的影响。缓冲器采用环形弹簧和阻尼器串联,将其一端与枪身相连,另一端与枪摇架相连,从而实现枪身的后坐、复进。采用该缓冲器可在抑制后坐位移过大的同时大幅度降低后坐阻力,是转管机枪实现低后坐阻力发射的有效途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 主要研究内容
• 2 缓冲装置总体方案论证
• 2.1 典型缓冲器的工作原理及特点
• 2.2 典型缓冲器的分类
• 2.3 缓冲器类型的选择
• 2.3.1 转管武器缓冲器设计要求
• 2.3.2 环形弹簧特性分析
• 2.4 缓冲器总体方案的确定
• 2.4.1 缓冲装置主要部分的结构设计
• 2.4.2 缓冲器的工作原理
• 2.5 本章小结
• 3 大口径机枪内弹道模型的建立
• 3.1 条件假设
• 3.2 机枪内弹道方程组
• 3.3 内弹道参数选择
• 3.4 大口径机枪内弹道模型的求解
• 3.4.1 内弹道三个时期
• 3.4.2 程序流程图
• 3.5 内弹道的计算结果及曲线
• 3.6 后效期计算
• 3.7 本章小结
• 4 机枪后坐模型动力学分析
• 4.1 基本假设条件
• 4.2 转管武器在缓冲器上运动方程的建立
• 4.3 武器在运动各阶段的后坐运动分析
• 4.4 本章小结
• 5 缓冲装置参数优化设计
• 5.1 优化设计方法概述
• 5.2 缓冲器优化设计数学模型
• 5.2.1 目标函数的确定
• 5.2.2 设计变量的确定
• 5.2.3 约束条件的确定
• 5.3 优化算法的选择
• 5.3.1 求解数学模型方法简介
• 5.3.2 求解数学模型方法的选择
• 5.4 正交设计法
• 5.4.1 正交设计法原理
• 5.4.2 正交设计法的计算步骤
• 5.5 优化后的设计变量
• 5.6 本章小结
• 6 仿真计算结果分析
• 6.1 仿真计算
• 6.1.1 仿真计算软件功能说明
• 6.1.2 仿真程序介绍
• 6.2 仿真计算程序流程图
• 6.3 环形弹簧缓冲动态仿真计算结果
• 6.4 结构参数变化对缓冲性能的影响
• 6.4.1 环形弹簧的加载刚度对缓冲性能的影响
• 6.4.2 环形弹簧的预压力对缓冲性能的影响
• 6.4.3 阻尼器摩擦力对缓冲性能的影响
• 6.5 本章小结
• 7 环形弹簧参数设计
• 7.1 环形弹簧概述
• 7.1.1 基本计算公式
• 7.1.2 设计时主要参数的选择
• 7.2 选取参数进行环形弹簧的结构设计
• 7.3 环形弹簧的校核
• 7.4 缓冲装置各参数的确定和校核
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢