文档介绍：硕士学位论文某自动机械的动力学仿真分析
摘要
本文基于自动武器虚拟样机技术研究,以某高射机枪作为研究对象,对该技术在
自动武器中的具体应用进行了深入研究,主要工作如下以多刚体系统动力学理
论为基础,建立了平射状态下的虚拟样机模型,得到了发射过程中相关零部件的基本
运动、动力学特性,并与试验数据比较,证明了建模方法的正确可行性,为进一步建
立更高精度的仿真模型奠定了基础。结合环境因素,在考虑土壤一驻锄的影响下,
建立了该自动武器典型高射状态下的虚拟样机模型,并对该状态下样机模型的动力学
特性与平射状态进行了对比分析。在多刚体模型的基础上,对枪架组件和枪管进
行了柔性化处理,离散后建立了刚柔祸合系统模型,得到了刚柔祸合模型的参数变化
规律以及枪口的动态响应,并对比不同参数下的仿真分析结果
关键词自动武器,动力学仿真,刚柔祸合,自动机,虚拟样机
硕士学位论文某自动机械的动力学仿真分析
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硕士学位论文某自动机械的动力学仿真分析
绪论
,,选题背景和意义
虚拟样机仿真技术是一门综合多学科的技术,它是在制造第一台物理样机之前,
以机械系统运动学、多体动力学、有限元分析和控制理论为核心,运用成熟的计算机
图形技术,将产品各零部件的设计和分析集成在一起,建立机械系统的数字模型,从
而为产品的设计、研究、优化提供基于计算机虚拟现实的研究平台。
自动武器自动机动力学和发射动力学特性一直是武器研制,试验中最关心的问题
之一,长期以来自动武器动力学分析一直采用古典动力学法,利用替换质量,传动比
和传动效率等概念来对机构进行动力学分析,这是一种简单,直观的分析方法,但是
由于模型的大量简化,自动武器中许多重要特性无法得到精确定量的分析。另一方面,
现代战争对武器设计研制过程,研制方法,效能评估手段等提出了更高的要求,要求
缩短武器的研制开发周期,降低成本,提高效率。因此改变传统的设计模式,将虚拟
样机技术引入自动武器设计及研制领域是很必要的。
,国内外研究现状
虚拟样机技术概述
面对越来越激烈的市场竞争,企业要保持竞争优势,就必须在最短的时间里设计
并生产高质量的满足用户需求的新产品。在这种形势下,虚拟样机技术应运而生,其
目的是取代物理样机,降低开发成本和周期,提高设计质量。
关于虚拟样机的具体内涵,目前尚无统一的定义美国国防部对虚拟样机技术下
的定义是“使用虚拟样机代替物理样机对设计方案进行测试和评估的过程”美
国大学虚拟样机技术实验室明功阻
的研究人员认为虚拟样机技术是在一个人造的四维交互环境中对新的
或修改的想法,概念,产品,模式,过程等所进行的设计,仿真和试验等
人认为,虚拟样机技术意指在产品开发过程中采用计算机模型取代物理模型,其目的
是降低构造物理模型所需的时间,成本和材料公司的伽认为,
虚拟样机技术是一门基于软件的学科,它在建立物理样机之前,对一个几学系统进行
建模,在实际的操作条件下对它的三维运动行为进行仿真和显示,并通过反复的设计
研究来改进和优化方案闭等人称之为虚拟样机原型技术拙
, ,认为砂是建立原型的过程,在计算机上利用计算机模
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型和虚拟样机技术对产品的行为和使用情况进行拟真的模拟。
鉴于以上各种观点,可以宽泛的把虚拟样机技术理解为一种基于产品的计算机仿
真模型的数字化设计方法,它涉及到多体系统运动学与动力学建模理论及技术实现,
是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚
拟现实技术的综合应用技术。
虚拟样机技术的发展及研究现状
虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用,更是一种全新的机械产
品设计理念。运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统
在内的多体动力学虚拟样机,实现产品的并行设计,可在产品设计初期及时发现问题、
解决问题,把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动
虚拟样机技术己被广泛应用在航空航天、汽车制造、工程机械、铁道、造船、军
事装备、机械电子,以及娱乐设备等各个领域。在航空航天领域有许多成功应用空
间系统的捕捉与对接,飞船与空间飞行器发射、对接、着陆过程仿真,太阳帆板展开
机构分析与设计,飞机起落架工作过程等。在军用装备方面有目标跟踪系统与控制系
统设计,武器装填与发射系统仿