機載懸掛武器彈射裝置動力學仿真與優(yōu)化.pdf

1、機載彈射裝置是將懸掛武器準確可靠地彈射離機的復雜武器系統(tǒng)關重件。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、氣體動力學、有限元與優(yōu)化設計等現(xiàn)代設計理論與方法，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氣作為彈射動力源的彈射裝置通用數(shù)學模型。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構參數(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一維非定常流數(shù)學模型。該模型能夠較好地反映高壓氮氣彈射裝置的彈射性能，理論計算結果與實驗結果基本相符，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構參數(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)氣體流動的復雜性，建立了導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行了優(yōu)化設計，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仿真數(shù)學模型，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計方案存在的塑性變形問題，提出了新的改進方案，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方案。改進方案通過實驗驗證，強度滿足正常工作要求。