弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法与流程

本发明涉及一种弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法，具体地讲，本发明涉及一种火炮自动机机构定轴转动构件运动响应计算方法。

背景技术：

1、火炮发射过程，弹丸在身管内不仅发生高速平动运动，还发生绕身管轴线的高速转动和相对于身管轴线的摆动，形成了所谓的弹炮耦合效应。在弹炮耦合效应下，火炮自动机机基础构件带动工作构件运动，完成供弹、输弹关闩、击发、抽壳、抛壳等一系列动作，实现火炮连续发射。

2、定轴转动凸轮机构是机械系统中常见的一种机构，也是火炮自动机中常见的一种机构，准确快速地分析计算上述机构的运动规律及作用力传递是人们一直十分关心的问题。过去，人们常采用分析力学的方法进行建模分析，这种分析方法的缺点是对于每一种机构都要建立机构运动微分方程式并编写相应的计算机程序。机构结构变化时，不仅要重新建立微分方程式，而且要重新编写计算机程序，建立机构运动微分方程，分析人员要有扎实的机构结构知识、数学知识及力学知识，编写计算机程序，要经过长期训练，它使得分析过程复杂、繁琐。

3、火炮自动机各运动机构是以各种不同的传动形式连接起来的。但各构件的地位和作用却不同。直接完成各部分自动动作的构件称为工作构件，例如拨弹板，它直接带动弹带完成拨弹动作。带动整个机构各工作构件运动，完成部分自动动作的构件称为机构的基础构件。例如闩座，它带动闩体开锁和闭锁。带动整个自动机各工作构件运动，完成全部自动动作的构件称为自动机的基础构件。自动机的基础构件通常可能是炮身、导板或炮闩。

4、炮箱也称为火炮中的摇架，自动机后坐部分相对于炮箱发生后坐复进运动，炮箱相对于托架发生俯仰运动。

5、随着电了计算机软、硬件技术的快速发展，使得机构运动计算机自动分析成为可能。如果采用解析解方法描述定轴转动各机构之间的运动响应规律，则可为验证定轴转动多体系统各机构之间的数值解正确性提供真值，对火炮武器研制、设计具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决火炮自动机定轴转动机构中的构件运动响应计算问题，特发明一种弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法。弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法涉及步骤如下：

2、步骤一：确定火炮自动机定轴转动机构各构件为计算对象，明确计算范围。基础构件相对于炮箱作平动，工作构件相对于炮箱作定轴转动。

3、步骤二：将工作构件轮廓曲线方程转化为极坐标方程。

4、步骤三：建立工作构件转角与基础构件平动位移之间的约束关系。

5、步骤四：计算基础构件到工作构件的传速比。

6、步骤五：给出基础构件作平动、工作构件作定轴转动时，基础构件运动微分方程式。基础构件运动微分方程式就是自动机构件运动响应方程式。

7、步骤六：给出工作构件三种轮廓工作面时的轮廓极角对矢径一、二阶导数表达式。

8、步骤七：编写计算机软件，计算自动机构件运动响应。

9、弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法具有显著优点。1)采用解析解方法计算自动机定轴转动构件运动响应，为验证定轴转动机构多体系统各机构之间的数值解正确性提供真值；2)为提高自动机构件运动计算机自动分析精度提供理论支撑；3)能显著提高我国火炮设计水平。

技术特征：

1.一种弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法，其特征在于，弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法涉及的计算方程推导如下：

技术总结
本发明公开了一种弹炮耦合效应自动机构件运动响应计算方法，用于解决火炮自动机定轴转动机构中构件运动响应计算问题。步骤一：以火炮自动机定轴转动机构各构件为对象。基础构件相对于炮箱作平动，工作构件相对于炮箱作定轴转动。步骤二：将工作构件轮廓曲线方程转化为极坐标方程。步骤三：建立工作构件转角与基础构件平动位移之间的约束关系。步骤四：计算基础构件到工作构件的传速比。步骤五：给出基础构件作平动、工作构件作定轴转动时基础构件运动微分方程式。基础构件运动微分方程式就是自动机构件运动响应方程式。步骤六：给出三种轮廓工作面轮廓极角对矢径一、二阶导数表达式。步骤七：编写计算机软件，计算自动机构件运动响应。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：西北机电工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12