文档介绍：LMS 在火炮反后坐实验台设计中的应用 2006 LMS 首届用户大会论文集
LMS 在火炮反后坐实验台设计中的应用
王炎1 贾长治1 邓辉咏1 乔梁2
(1. 军械工程学院,河北石家庄 050003; 2. 247 军代表室)

摘要:虚拟样机技术实际上是一种崭新的产品开发方法,是基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。本文基于
环境,建立了火炮反后坐部分虚拟样机,借助中所提供的用户自定义子程序模版,通过 FORTRAN
语言编程实现了复杂变力元素的添加。最终,根据仿真结果获得了实验台所需卷扬机的技术参数。
关键词:虚拟样机 LMS 反后坐装置

1. 前言

炮闩系统和反后坐装置是目前我军几种大口径火炮的重要组成部分。炮闩系统用以闭锁炮膛、击发炮
弹和抽出药筒,其功能多,机构复杂,故障率较高[1]。反后坐装置包括制退机和复进机,用以保证火炮发
射时平稳后坐和复进,当其出现故障时,整个火炮系统的工作将受到极大影响,甚至无法工作[2]。因此有
必要建立一个火炮反后坐实验台,通过该实验台开展大量的火炮操作训练模拟,定量测量关键零部件的磨
损量、故障与磨损次数的关系,从而提取令人信服的关键零部件的磨损和故障规律。
实验台工作简图如图 1 所示,将某型牵引炮的上架以下部分拆出,只保留上架及其以上部分,将上架
安装在水泥基座上,卷扬机的钢丝绳通过导向轮导向牵引炮身炮尾沿身管轴向平行后移,直到达到最大后
坐长度,然后卷扬机迅速倒转,储存在反后坐装置中的能量释放,推动炮身复进到位。该实验台设计的基
础是定制适当型号的卷扬机,使得后坐平稳到位,且复进过程不受钢丝绳的拉力。

炮
钢丝绳

导向
卷

水泥卷扬机

图 1、火炮反后坐实验台简图
本文在 LMS 环境下,利用软件自身加力模块和编写 FORTRAN 程序这两种方式,施加各种
力元素,建立了某型牵引炮后坐部分的虚拟样机动力学模型,并验证了其有效性,最终通过仿真获得了所
需卷扬机的具体参数。
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2. 火炮后坐部分虚拟样机模型的建立

动力学分析
火炮后坐部分后坐时受力分析如图 2 所示,
后坐方向
Ф
F

F

F
F
m
`
图 2 火炮后坐受力简图
其中
Fp -为钢丝绳拉力,为后坐部分后坐运动的主动力;
mgh -后坐部分重力,方向垂直向下,为主动力;
φ0 -驻退机液压阻力,为后坐运动的约束反力,方向向前;
Ff -复进机力,后坐运动的约束反力,复进运动的主动力;
F -反后坐装置紧塞具与复进杆之间的摩擦力,其方向与后坐部分的运动方向相反;
FFTT1、 2-炮身与摇架滑板之间摩擦力,方向与后坐部分运动方向相反,计算时用FT 代替;
NNTT1、 2-摇架滑板对炮身的正压力;
ϕ-火炮射角
当火炮平稳后坐时,沿炮身