某三脚架座的大口径机枪动力学仿真与关键技术研究

论文摘要

本文简要介绍了12.7mm大口径机枪研发的背景及趋势,确立以某三脚架座的12.7mm口径机枪为研究对象,建立机枪的三维结构模型,运用Adams软件进行运动仿真分析。基于经典的内弹道学理论建立数学模型,利用VB语言编程求解得到机枪内弹道、后效期时期膛内火药气体压力及导气室气体压力。基于虚拟样机技术,用Adams软件建立机枪虚拟样机模型,基于多柔体动力学理论,把机枪枪架做成柔性体进行刚柔耦合运动仿真,得到机枪自动机运动特性曲线,并检测到机枪后坐力,为进一步研究机枪性能提供了一种有效途径。鉴于三脚架座的12.7mm口径机枪还存在后坐力大、射击时碰撞力大等缺点,本文采用浮动发射原理,建立机枪二自由度动力学模型及二自由度武器系统碰撞模型,选用环形弹簧设计浮动机结构,对机枪进行浮动发射仿真,检测到机枪后坐力明显减小,减小后坐力的效率可达41%,验证了浮动发射在三脚架座的12.7mmm口径机枪上实现的可能性。本文的研究工作属于应用基础研究,为以后研究和改进大口径机枪性能提供了理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 2 三脚架座的12.7mm口径机枪系统结构概况及技术特点
• 2.1 三脚架座的12.7mm口径机枪系统结构概况
• 2.2 三脚架座12.7mm口径机枪系统技术特点
• 2.3 本章小结
• 3 火药气体压力的计算
• 3.1 内弹道时期火药气体的压力计算
• 3.2 后效期压力计算
• 3.2.1 后效期气体压力计算的基本假设
• 3.2.2 后效期计算
• 3.3 导气室气体压力计算
• 3.3.1 导气室气体压力计算的基本假设
• 3.3.2 导气室气体压力计算
• 3.4 机枪火药气体压力的计算结果
• 3.5 本章小结
• 4 机枪在不浮动状态下的动力学仿真研究
• 4.1 机枪系统的虚拟样机建模
• 4.1.1 MSC.Adams软件介绍
• 4.1.2 Adams/Flex柔性体介绍
• 4.1.3 Adams/Flex柔性体理论
• 4.2 机枪在不浮动状态下的刚柔耦合动力学仿真及结果分析
• 4.2.1 仿真设置及作用信号
• 4.2.2 仿真结果分析
• 4.3 各个设计变量对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.1 复进簧刚度对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.2 复进簧预压力对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.3 机框质量对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.4 枪管簧刚度对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.5 枪管簧预压力对机枪构件运动规律的影响
• 4.3.6 各个设计变量对机枪构件运动规律的影响小结
• 4.4 本章小结
• 5 机枪在浮动状态下的动力学仿真研究
• 5.1 浮动技术
• 5.2 浮动自动机及浮动机介绍
• 5.3 环形弹簧浮动原理
• 5.4 浮动机枪动力学理论模型
• 5.5 机枪浮动发射仿真结果及分析
• 5.6 仿真结果对比分析
• 5.7 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献