为了用火炮后坐加速度最大值来辨识火炮装药号,在火炮内弹道和反后坐装置模型基础上建立了后坐加速度计算模型,通过仿真,分析了实际使用中火炮结构参数和射击参数变化对后坐加速度最大值的影响,发现药室增长量、装药温度对后坐加速度最大值影响较大,只用后坐加速度最大值不能对装药号有效辨识。采用了后坐加速度最大值和装药温度并结合四个药室增长量变化阶段来辨识装药号的方案,用人工神经网络建立了辨识模型。仿真试验表明：该模型对火炮装药号的辨识正确率达到100%。

某型火炮的反后坐装置包括驻退复进机和驻退机，结构十分复杂。为深入了解该装置的工作过程和主要影响因素，在分析该火炮后坐装置反面问题理论基础上，基于MATLAB语言编写了其反面问题仿真程序，通过仿真获得了该炮工作过程中的运动学和动力学参量，并分析了火炮实际工作过程中射角、温度、漏液、漏气等对火炮工作特性的影响。研究表明，后坐制动时，驻退机和驻退复进机都起了较大的作用，复进制动时，主要是驻退机起作用；驻退液温度、反后坐装置中的节制环内径磨损对火炮后坐长度和后坐阻力有较大影响。

为了用弹丸初速来辨识火炮装药号,基于MATLAB建立了某型火炮的内弹道计算仿真模型,分析了火炮实际使用过程中变化参量如装药号、药室增长量、药温、弹重对弹丸初速的影响。研究表明,仅通过弹丸初速不能有效地对火炮装药号进行辨识。提出了基于弹丸初速、药温并考虑药室增长量变化阶段的火炮装药号辨识方案,基于仿真数据和人工神经网络建立了辨识模型,仿真试验表明,该模型对火炮装药号的辨识正确率达到100%。

高低温压力曲线给出了火炮射击过程各截面承受的最大压力,是设计身管壁厚的依据。借助数值计算方法分析了某型火炮身管的高低温压力曲线,指出高低温压力曲线理论关于弹后空间压力线性分布的假设可以去除;高温下弹丸达到最大压力点的行程变短假设在某些情况下并不成立。去除上述两个假设后,得到更加接近实际情况的高低温压力曲线。该研究为深入理解高低温压力曲线理论提供了参考。

目前高膛压火炮普遍采用自紧身管,为确定实际使用中自紧身管表面出现压坑以及残余应力消退后身管的强度,文中给出针对这两种情况的身管断面强度计算公式,计算了某自紧身管在内外径精加工和应力消退后身管全长上的强度曲线,为自紧身管的实际使用提供了依据。

为了确定某型炮闩故障发生时机,将虚拟样机技术应用到故障研究中,对由挡弹机构零件磨损造成的抽筒故障进行仿真分析。依据挡弹机构的结构动作分析了抽筒故障发生的机理;而后基于Pro/E和ADAMS建立了炮闩的虚拟样机和故障模型,通过将不同层面的故障模式注入样机中来进行抽筒过程仿真,得到了抽筒故障发生的时机为挡弹机构零件磨损3.45 mm。仿真结果为零件寿命预测与故障预防提供了依据。

在用第四强度理论分析开端自紧身管应力分布时,应力公式十分复杂。为简化计算,文献提出采用修正屈服准则代替mises屈服准则可满足工程应用需要。为考察这种代替的效果,以某型火炮身管典型截面为例,采用数值仿真方法对2种屈服准则下的应力分布进行了分析。研究表明,2种屈服准则计算出的身管强度相差较大,修正屈服准则用于工程实际可能存在问题。研究为自紧身管的精确化设计提供了参考。

为简化计算,目前火炮炮膛合力计算时假定药室和坡膛内压强与膛底压强相同,这种简化必然存在误差。以某型火炮为对象,考虑药室和坡膛内膛压的曲线分布特性,用数值仿真方法研究了简化炮膛合力的误差以及由此引出的火炮后坐参数的计算误差。研究表明,采用简化计算方法,某型火炮的炮膛合力最大值减小5.2%,后坐长度减小7.9%,后坐最大速度减小5.4%,后坐阻力最大值减小10.9%;通过系数修正,上述参数的变化可控制在0.5%以内。研究为火炮精细化设计和保障提供了参考。

强度是枪炮身管的核心指标。为更好地理解不同类型身管强度机理,借助数值仿真方法,基于第二强度理论对单筒、筒紧、衬管和自紧四种类型身管的应力分布和强度机理进行了比较。研究表明,结构和材料参数相同情况下,衬管、单筒、筒紧、自紧身管强度依次提高;当内外管之间相对紧缩量从负值到零到正值变化时,身管类型从衬管变为单筒再变为筒紧;自紧身管类似于多层筒紧身管。研究为枪炮身管设计提供了参考。

火炮身管压坑允许深度曲线是战场判定受损身管能否继续使用的依据。在分析身管压坑允许深度曲线成因基础上,借助数值仿真方法研究了火炮射击条件变化对压坑允许深度曲线的影响。研究标明:目前使用的火炮身管压坑允许深度曲线存在较大的安全裕度,容易引起战场误判;不同射击条件下身管压坑允许深度曲线是不一样的;装药温度、装药号和药室增长量对身管压坑允许深度曲线有较大影响。