自动武器谱系模块划分算法的研究与应用

根据新产品快速设计要求,必须利用模块化方法提高设计知识的重用率和可重构性,针对某些特殊机械类产品,在保证模块接口的几何尺寸装配外,其模块的通用还需满足十分严格的技术指标条件,必须结合其物理性能分析评估进行合理分划,并考虑在特定的产品谱系平台上实现模块的通用化。将谱系法规应用于自动武器模块化设计,提出两种实用的模块划分算法,即参照点谱系模块划分和模式法谱系模块划分方法;并利用模式法思想进行模块分划,首先根据能量流物理效应,将其划分为初始模块集合,再构造相关性矩阵,对其中复杂部件的模块划分进行验算,实践结果验证了该模块划分算法的正确性与可行性,对其他机械产品具有普适意义。     

班组遥控武器站模糊自适应滑模位置控制器设计

针对班组遥控武器站位置伺服系统发射冲击力矩大、负载变化范围广和伺服精度要求高等特点,提出了一种模糊调节的位置伺服系统滑模控制策略。该策略选用了一种新型的带有积分的滑模面,模糊调节部分采用单输入双输出的结构,应用模糊规则调节新型快速终端滑模型趋近速率来削弱滑模抖振。分别进行了常值负载干扰、系统参数摄动、时变负载干扰和跟踪误差仿真实验。仿真实验表明,该控制策略的稳定性和伺服跟踪性很好,对参数摄动和负载干扰的鲁棒性很强。     

步枪弹侵彻背部穿硬防护人体靶标钝击效应研究

针对枪弹侵彻穿防弹衣人体背部产生脊柱脊髓钝性损伤,建立了DBP10式5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模型,采用JHB本构和基于Abaqus二次开发的VUMAT本构分别模拟SiC陶瓷和UHMWPE层合板;开展了5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模拟,通过基于高速摄影的弹道实验结果对比验证了数值模型的准确性;基于枪弹侵彻防弹插板的数值模拟结果,开展了5.8 mm步枪弹以910 m/s入靶速度侵彻背部穿硬防护人体躯干靶标的数值模拟,明确了步枪弹击中防弹衣后压力波在肌肉-脊柱内的传导规律,还原了枪弹侵彻过程中人体典型器官(心、肝、肺、胃等)的应力波传递过程。结果表明：人体背部在枪弹钝击作用下会在脊椎椎骨上产生瞬时高应力,可能导致椎骨骨折、椎间盘突出和脊柱不稳定;致伤点T10椎体后方脊髓最大应力为1.04 MPa,可能导致脊髓改变;对脊髓上应力与加速度线性回归分析表明,压力与加速度呈正相关。     

小分队攻防作战建模与仿真

建立了枪械射击效率模型,根据兰切斯特法和蒙特卡罗法分别建立了小分队使用枪械的攻防作战仿真模型,编制了仿真软件。基于一个攻防作战实例,比较了两个模型的仿真结果。对仿真结果分析可知,基于蒙特卡罗法的小分队枪械攻防仿真模型能够更加真实地反应作战情况和双方实力情况,基于兰切斯特法的小分队枪械攻防仿真模型可以有效地反应作战时机对作战结果的影响。     

自动步枪击发计数系统设计分析

自动步枪是一种现代战争中经常使用的杀伤性武器,常见步枪的击发速率大约为每分钟数百发,设计寿命约为数万发。如果能对自动步枪击发的次数进行计数,将会对自动步枪的研究发展起到较大的作用。以目前我国大量装备的56式自动步枪为对象,设计了一种击发计数装置来准确地计量子弹击发的数目。开展了自动步枪击发计数系统三维结构设计、检测电路设计、程序设计、综合仿真分析验证以及实验验证等研究工作。经过仿真及实验验证,所设计自动步枪击发计数系统达到了预期的计数目的,能够为自动步枪的研究提供一定的理论支持。     

火炮制退机节制杆稳健优化设计方法研究

合理调整制退机节制杆结构尺寸的变化范围,既可以调整火炮的最大后坐阻力和后坐长度,又能缩小它们的波动范围。为了达到上述目的,建立了能够充分考虑坡膛和膛线对炮膛合力影响的节制杆优化模型。提出了一种不仅可以给出设计变量公差带和优化目标变化范围,还能充分考虑设计变量在公差带内分布情况的现代稳健优化设计方法。最后通过某火炮制退机节制杆的稳健优化设计,实现了对上述方法的验证。     

一种多目标果蝇算法及其在全弹道优化设计中的应用

提出了一种改进的多目标果蝇算法,对搜索空间及味道浓度判定值进行了改进,引入了快速非支配排序及拥挤距离排序方法,提高了果蝇优化算法解决实际工程问题的能力。并且将改进的多目标果蝇算法应用到全弹道优化设计当中,结果表明该算法能够有效的解决多目标工程优化问题。     

某车载火炮发射动力学参数灵敏度分析及优化

为了对某型车载火炮射击稳定性进行优化,并解决目前车载火炮发射动力学优化中存在的参数分析不全面、关键参数选取凭经验等问题。建立了某型车载火炮发射过程的参数化动力学建模。对较为全面的参数进行了灵敏度分析,对参数灵敏度的变化规律进行了讨论。选取关键参数,用试验设计的方法进行了优化。灵敏度分析得到了28个参数的灵敏度。经过比较认为后坐体质量、驻锄液压缸等效刚度等5个参数为该型车载火炮的关键参数。总结了参数灵敏度随设计值的变化规律。认为某些参数的灵敏度会随着设计值变化而产生较大变化,对关键参数的选取不应仅凭经验。优化结果使得火炮垂直方向最大跳角降低了10.47%,效果明显。     

某自行火炮底盘与火力系统匹配研究

当前自行火炮底盘与火力系统匹配仅考虑发射时车体振动对炮口扰动的影响,没有考虑其对车载设备、连续射击等造成的影响。同时相关匹配都是在最大射程角下进行的,没有考虑射角的变化对匹配结果的影响。针对上述问题,在综合考虑发射振动对炮口扰动、车载设备和连续射击等造成的影响基础上,重新建立自行火炮底盘与火力系统的匹配指标。为了兼顾射角的变化对匹配结果的影响,根据自行火炮发射时的振动特点,将自行火炮发射动力学模型分解为3个不同方向的简化振动模型。同时针对每个模型建立上述匹配指标的计算模型,并对其特性进行详细分析。根据3个简化模型之间的关系建立了匹配策略。最后通过实例验证了匹配的有效性和合理性。     

基于模糊综合评判的战场目标价值研究

现代战场目标繁多,从价值分析角度出发,建立了基于模糊综合评判的战场目标价值评估模型,并结合实例说明了该方法的具体应用,为指挥员和决策机关制定正确的策略提供了科学的依据.