为确定液压平衡式发射装置机械式发射开关调节发射能量的具体规律,利用增减发射开关垫片的方法改变发射能量提供操作指引。通过分析液压平衡式发射装置的工作过程和机械式发射开关控制发射能量的基本原理,建立发射过程数学模型,运用Simulink建立仿真模型,实现了液压平衡式发射装置的内弹道仿真。利用模型选取不同垫片厚度,仿真确定机械式发射开关垫片厚度与发射能量的定量关系,分析采用增减垫片方法对机械式发射开关能量控制规律的最终影响效果,为紧急情况下发射能量的灵活调节提供了理论依据。

采用数学建模法及图形建模法,基于EASY5软件建立了火箭炮高低随动液压伺服系统仿真模型,并结合液压试验台对柱塞泵流量进行了试验验证,此外采用粒子群优化算法程序,针对PID控制器参数进行了优化。仿真与试验结果表明基于EASY5软件建立的高低随动液压伺服系统模型是准确有效的,优化后的模型更符合性能指标要求,为实际装备中控制器的设计提供了参考,并为下一步的仿真研究奠定了基础。

介绍电液伺服阀控制非对称液压缸数字伺服系统的工作原理,采用双增益控制技术,有效地解决了大功率伺服系统大角度调炮无超调同高精度之间的矛盾,实验结果表明,采用该技术取得了理想的效果。

为研究螺旋型电磁炮射弹结构的气动阻力并探讨其减阻方案,采用ANSYS Fluent数值模拟了40 mm射弹高速飞行的气动特性,研究了马赫数、攻角对射弹阻力的影响规律,并通过弹体结构优化分析了其减阻效果。研究结果表明:电刷与轨道凹槽设计增加了射弹飞行阻力,其中定子电刷增阻作用最大;受弹体表面固有缺陷限制,增大射弹攻角后阻力系数与速度成正比,7 Ma条件下6°攻角与0°相比阻力系数提高了1倍;高压强梯度结合面圆角处理以及射弹底凹设计均可减阻,但前者的减阻效果更优。

为了解决某自行加榴炮协调器在使用过程中出现故障较多的问题,提高供输弹系统的可靠性,对协调器工作过程的故障进行了统计,确定了电机驱动系统及蜗轮蜗杆传动为主要故障。分析得出故障的主要原因是驱动电机输出力矩不稳定与传动齿轮误差的作用下,使协调器运行中产生受迫振动,从而加剧了传动部件的磨损疲劳以及电机损伤的问题,造成协调器故障率上升;同时由于协调臂刚度不足,导致影响了系统协调精度。改进后的协调器使用油缸直接驱动协调臂,提高了动力输出密度,简化了传动结构,加强了协调臂刚度。通过仿真进行对比,改进后协调器弹性位移平均降低约28%,协调运动过程较之前更为平稳,在同等工况下,改进后协调器运行减速段增加约16.7%,为协调器的改进设计和性能优化提供参考。

为研究不同制退机对火炮动态特性的影响,设计了一种永磁式电磁制退机,以相同的射击载荷、后坐质量、后坐时间与位移为条件,确定电磁制退机、液压制退机与弹簧式复进机的结构参数,建立制退机力与复进机力的计算模型,求解火炮后坐复进运动动力学方程,得到火炮运动诸元与制退机力变化规律;基于lanczos法利用有限元软件对火炮结构进行柔性化处理,搭建刚柔耦合动力学模型,分别对永磁式电磁制退机与节制杆式液压制退机进行仿真分析,得到不同射角下火炮的运动情况与部分参数的动态响应,结果表明:与节制杆制退机相比,永磁式电磁制退机能够有效降低火炮运动过程中的炮口位移幅值与耳轴所受扭矩,改善火炮的运动特性。

针对可调节式的阀控式制退机,分析其结构及工作原理,建立模糊PID控制器,提出了基于粒子群算法对模糊PID控制器进行优化。分析阀控式制退机理论液压阻力曲线,基于此曲线对模糊PID控制器和粒子群算法优化的模糊PID控制器进行仿真,对比阶跃跟随曲线和ITAE性能指标。搭建模拟试验平台,使用粒子群算法优化的模糊PID控制器进行试验,分析液压阻力变化曲线。试验结果表明此次设计的控制器具有很好的控制精度和稳定性,能较好地提高系统的性能指标,研究结论可以为阀控式制退机在火炮上的使用提供参考。

针对辅机吊架使用过程中出现的工作失效问题进行原因分析,从工程实际情况出发提出3种整改方案。采用AHP的基本原理,建立整改方案层次结构模型。在建立层次结构模型的基础上,利用1~9标度法对提出的3种方案主要因素进行比较并构建层次判断矩阵。通过计算对层次判断矩阵进行单排序和总排序,并检验计算结果的一致性,进而计算各层对总目标层的权重值及优劣排序,以此找出综合最优方案,提高了整改方案选择的全面性和科学性,为后续的详细设计和验证试验的开展提供参考依据。

转鼓式无链供弹系统大转动惯量的弹鼓在极短间歇周期内需要快速频繁起停，推弹马达存在速度为零的堵转工作特点，需要动力源瞬间提供大功率输出和具有保压功能。提出了采用蓄能装置的多路复合并联液压节能动力驱动方案。同时基于系统一个工作循环的瞬时油量变化，研究了泵容量、蓄能器及系统压力等参数的匹配方法并进行了相应的试验验证。结果表明，该液压系统响应快，易于控制，适应供弹系统的工作特点和要求，并且节能效果显著，较好地解决了高速供弹瞬间大功率输出要求与系统分配的小功率电源之间的矛盾，为火炮供弹动力源的设计提供了新的思路。

随着液压技术的发展液压缸被广泛应用于液压系统中对于一些液压系统液压缸刚度对其性能有较大影响。针对液压缸刚度计算基于流体力学和流固耦合理论给出一种考虑流体的可压缩性、固体的弹性变形及流体固体相互作用的有限元计算方法并结合实例给出了具体的计算过程。对液压缸刚度分析和液压系统设计有一定的参考价值。