某大口径火炮高平机平衡性能分析及优化研究.pdf
《某大口径火炮高平机平衡性能分析及优化研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某大口径火炮高平机平衡性能分析及优化研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 第 期 年 月火炮发射与控制学报 :./.收稿日期:作者简介:李仕轩()男 硕士 助理研究员 研究方向为大口径火炮总体设计某大口径火炮高平机平衡性能分析及优化研究李仕轩 刘宁 王永河 康瑞霞 杨亮亮 何维真(西北机电工程研究所 陕西 咸阳)摘 要:为提升火炮高平机工作状态下的平衡性能 提高高低调炮和操作使用的轻便性和快速性 依据火炮高平机设计理论及方法 建立了液体气压式高平机不平衡力矩计算模型 以某大口径火炮液体气压式高平机为例 研究了设计参数对其平衡性能的影响规律 并利用遗传算法对其平衡性能进行优化设计 分析结果表明 调整高平机后支点与耳轴点间的距离、活塞及活塞杆直径、初始气体压力可
2、有效控制高平机平衡性能 基于遗传算法的高平机参数优化方法可使高平机的最大不平衡力矩下降约 有效提高了高平机的平衡性能 研究结果对大口径火炮高平机的设计及优化起到了一定的理论指导作用关键词:大口径火炮 高平机 平衡性能 遗传算法中图分类号:文献标志码:文章编号:()():.:近年来为降低火炮质量精简火炮结构提高操炮轻便性多能融合式组件越来越多地被应用于现代火炮设计中 火炮高平机有机融合了火炮高低机和平衡机两方特点其结构紧凑操作便捷是多能融合设计的经典应用火炮高平机平衡性能是衡量火炮高平机设计的关键因素平衡性能的好坏对于火炮高低调炮的轻便性和快速性起着重要作用 国内外专家学火炮发射与控制学报第 卷
3、者对火炮高平机设计开展了大量的研究工作林通等提出了一种高平机模型参数识别方法并通过灵敏度分析获得了对火炮起落部分运动影响较大的高平机参数张训国等研究了螺杆式高平机的工作原理并建立了一种针对螺杆式高平机的优化设计方法赵凡等利用 建立了高平机作用下的火炮发射动力学模型验证了高平机的工作性能张柳怡等将稳健优化方法引入到高平机参数设计中去降低了高平机手轮力对温度变化的敏感度提高了高平机的稳健性 综上所述现阶段国内外专家学者对大口径火炮高平机性能的研究主要集中在螺杆式高平机性能分析、动力学仿真 等方面 尽管对液体气压式高平机的计算及优化设计方法的研究也进行了相关研究但高平机主要设计参数对平衡性能的影响规
4、律并未充分诠释导致在后续设计过程中核心关键参数的优化存在一定缺陷增加了设计优化算法的难度笔者依据火炮高平机设计理论与结构原理建立了液体气压式高平机的不平衡力矩计算模型系统分析了不同设计参数对高平机平衡性能的影响规律并以某大口径火炮液体气压式高平机结构参数为基础提出了一种基于遗传算法的高平机平衡性能优化设计方法使得高平机各设计参数可在设计范围内快速寻优进一步提高了液体气压式高平机的平衡性能 高平机结构组成某大口径火炮高平机为液体气压式高平机结构具备高低机和平衡机的功能 采用左右对称布置高平机的前支点通过油缸耳环和关节轴承与摇架相连高平机后支点通过活塞杆上的叉形耳环和关节轴承与上架相连具体安装位置
5、如图 所示该型高平机采用多能融合设计思路主体主要是由油缸及蓄能器组成如图 所示 其中蓄能器采用气压式结构具有质量轻、外形小、加工调整方便等一系列优势 蓄能器结构主要是由缸筒、活塞、前后端盖等组成活塞两侧分别为蓄能器的液腔与气腔 高低油缸安装于蓄能器下部主要由油缸筒、后活塞、隔环总成、活塞杆、叉形耳环等组成隔环总成两侧分别为平衡腔与高低腔高低腔活塞的两侧为高低机的前后腔具体内部结构如图()所示 高平机平衡性能分析.工作原理分析高平机平衡性能常用不平衡力矩的大小作为衡量指标 某大口径火炮高平机在工作时通过火炮液压系统实现活塞杆的伸缩从而使火炮起落部分可绕耳轴旋转进而得到火炮的高低射角并利用液压锁实
6、现火炮射击时的自锁效果 高平机后活塞通过活塞杆与高低机的活塞相连高低机的运动带动后活塞运动 平衡腔内注有液压油通过相关油管与蓄能器的液腔相连以此来实现后活塞运动带动蓄能器活塞运动使蓄能器中的气体进行相应的压缩与膨胀从而得到变化的平衡机力由上述工作原理及某大口径火炮起落部分的具体结构可计算出火炮起落部分的重力矩:()()式中:为起落部分质量 为重力加速度为火炮质心到耳轴的距离 为射角为 射角时起落部分重心到耳轴中心连线与水平线的夹角根据高平机的安装布置形式可知高平机的具体传动三角形如图 所示 其中 为高平机前支第 期李仕轩等:某大口径火炮高平机平衡性能分析及优化研究点位置 为高平机后支点位置两支
7、点间的距离为 根据图解法运用运动简图中的几何关系可得不同射角范围内的高平机两支点的距离变化关系:()()式中:分别为高平机前后两支点与耳轴之间的距离分别为射角为 时高平机后支点与前支点至耳轴连线与水平线之间的夹角且由 中的几何关系可得此型高平机在任意射角的平衡力臂为().().不平衡力矩计算由于该型高平机采用气压式结构平衡力主要由气缸内气体压力变化产生根据气体压力计算公式可得不同射角下的高平机内部气体压力变化规律:()式中:为射角为 时的气体的内部压力为最大射角时的气体内部压力为射角为 时气缸内的气体初始状态容积为最大射角时气缸内的气体初始状态容积 为气体状态方程式指数由于高平机工作时气体压缩
8、和扩张很慢接近等温过程故一般取 .根据高平机的内部结构可知其蓄能器的单侧气体容积为()()()式中:为活塞直径为活塞杆直径 为气缸初始容积长度通过计算求得的气体容积和气体压力可得高平机的抗力规律即:()式中 为高平机后活塞工作面积因此高平机的平衡力矩和不平衡力矩 分别为().().设计参数对高平机平衡性能的影响为更加准确地分析高平机的平衡性能随设计参数的变化情况根据提出的高平机不平衡力矩计算方法分别考察高平机前支点与耳轴点的距离后支点与耳轴点的距离 活塞直径 活塞杆直径 及初始压强 等主要设计参数对高平机平衡性能的影响规律此处以火炮耳轴点 为原点取高平机的前支点与耳轴点的距离 后支点与耳轴点的
9、距离 活塞直径 活塞杆直径 初始气压 在改变其中的某一设计参数值时保持其余参数不变则可得到不同设计参数对高平机平衡性能的影响规律前支点与耳轴点的距离 及后支点与耳轴点的距离 的变化对高平机平衡性能的影响分别如图 和图 所示随着高平机前支点与耳轴点间的距离 的不断增大在 的常用射角范围内高平机的火炮发射与控制学报第 卷不平衡力矩基本不变可见高平机前支点与耳轴点的距离 基本不影响不平衡力矩的大小高平机平衡性能对前支点与耳轴点的距离 变化并不敏感相反高平机后支点与耳轴点的距离 变化可使高平机不平衡力矩数值产生较大变化 随着后支点与耳轴点间的距离 的不断增大高平机的平衡力逐渐增加不平衡力矩先减小再反向
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 口径 火炮 高平 平衡 性能 分析 优化 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。