機載懸掛武器彈射裝置動力學(xué)仿真與優(yōu)化.pdf

1、機載彈射裝置是將懸掛武器準(zhǔn)確可靠地彈射離機的復(fù)雜武器系統(tǒng)關(guān)重件。本文以機載懸掛武器彈射裝置作為研究對象，綜合運用內(nèi)彈道學(xué)、氣體動力學(xué)、有限元與優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計理論與方法，對機載懸掛武器彈射裝置展開深入的系統(tǒng)研究。
　　建立了以拋放彈高壓燃?xì)庾鳛閺椛鋭恿υ吹膹椛溲b置通用數(shù)學(xué)模型。該模型能夠較好地反映拋放彈彈射裝置的彈射性能，為拋放彈彈射裝置的彈射性能研究提供了有效的理論分析工具。通過仿真計算，取得了一系列有典型代表性的運動曲線，并

2、分析獲得了拋放彈彈簧閥門控制式降峰壓彈射裝置五個主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對其工作性能的影響規(guī)律，為該種拋放彈彈射裝置的性能改進(jìn)提供了理論依據(jù)。
　　建立了考慮電磁閥內(nèi)氣體流動的高壓氮氣彈射裝置準(zhǔn)一維非定常流數(shù)學(xué)模型。該模型能夠較好地反映高壓氮氣彈射裝置的彈射性能，理論計算結(jié)果與實驗結(jié)果基本相符，為高壓氮氣彈射裝置的彈射性能研究提供了有效的理論分析工具。通過編程計算，獲得了基于電磁閥控制下高壓氮氣彈射裝置主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對其工作性能的影響規(guī)律，為高

3、壓氮氣彈射裝置的性能改進(jìn)提供了理論依據(jù)。
　　考慮到彈射筒活塞腔內(nèi)氣體流動的復(fù)雜性，建立了導(dǎo)氣管和彈射筒活塞腔內(nèi)流場的無粘、可壓縮氣體的兩維軸對稱非定常流數(shù)學(xué)模型，可詳盡描述彈射筒內(nèi)具有活塞動邊界的流場信息和特征。
　　采用“正交設(shè)計優(yōu)化”和“N元M次正交多項式數(shù)值擬合”兩種方法相結(jié)合的優(yōu)化方法，對帶降峰壓裝置的拋放彈彈射裝置和集成式氮氣彈射裝置分別進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，該方法能夠在全域方便、快捷的尋找到最優(yōu)解。
　　建立了

4、旋轉(zhuǎn)彈射整體通用掛架工作過程的動力學(xué)仿真數(shù)學(xué)模型，計算分析了通用掛架在氣動力作用下解鎖、整體旋轉(zhuǎn)與最終脫離載機的運動過程。針對原主接頭錐形套筒設(shè)計方案存在的塑性變形問題，提出了新的改進(jìn)方案，通過了現(xiàn)場高頻振動加載平臺的振動實驗驗證，解決了主接頭錐形套筒的塑性變形問題。
　　論文最后對旋轉(zhuǎn)彈射整體通用掛架箱體進(jìn)行了有限元強度分析，針對原方案箱體出現(xiàn)裂紋的問題提出了兩個改進(jìn)方案。改進(jìn)方案通過實驗驗證，強度滿足正常工作要求。