SolidWorks+Adams某霰弹枪方案设计与分析(2)
本文针对目前国际反恐所处的新形势与新格局，以满足现代防恐防暴新任务为背景，提 出全自动霰弹枪设计方案，基于Adams平台，建立该方案的虚拟样机模型，通过不断仿真、反馈、改进，解决问题，最终确认方案可行性。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 霰弹枪的国内外研究现状
1.2.2 虚拟样机技术的发展与应用
虚拟样机技术在自动武器结构设计行业有着非常良好的应用前景。自动武器是以火药为能源发射弹头的特种机械，内部装置处于高温高压的状态，通过碰撞来使诸如开闭锁机构、发射机构、供弹机构等多个机构完成各自的功能。将虚拟样机技术引入到自动武器设计和分析中，应用动力学仿真软件Adams对武器的各个结构进行动力学数值仿真分析，针对自动武器系统多实体碰撞的特点，研究模型处理方法，将可以更有效地发挥虚拟样机技术在自动武器研制、分析中的作用[18]。
机械系统运动学/动力学仿真软件Adams是目前应用相对比较广泛的虚拟样机数值仿真软件。Adams软件与CAD 软件的结合开辟了枪械现代设计和分析方法的新领域和新方法。现代设计和分析方法使设计人员在枪械设计阶段就可以准确地获得机构的动力学特性，得到高质量的设计结果或对现有的设计进行改善，枪械研究模式发生转变，应用于实体样机的画、加、打的实验方法不再存在，研制周期大大缩短，研制水平大大提升。
Adams平台的工作流程如下:
(1)建立(Build)模型:修改模型(Part)所有的质量、转动惯量、泊松比等物理特性，添加零件与零件之间的约束副(Constraint)，添加零件之间的碰撞、物体之间相对运动的。最后，施加力(Force)和力矩(Torque)，让所建立的模型按照要求运行仿真。
(2)测试(Test)和验证(Validate)模型:建立完模型后，或者在建立模型的过程当中，对模型进行运动仿真，通过测试整个模型，或模型的一小部分，以确认模型的正确性，进行下一步动作。
(3)完善(Refine)模型和迭代(iterate)仿真:完成模型基本运动后，可以在模型中添加更为复杂的影响因素，进一步细化、完善模型。
(4)优化(Optimize)设计:通过改变模型的设计变量，进行多次仿真进行验证，找到系统设计的最佳方案。
如今虚拟样机技术己经在汽车制造业，工程机械行业，航天航空业，国防工业及通用机械制造业等行业得到了充足的利用与发展，本文利用该软件来完成所设计的全自动霰弹枪方案动力学仿真任务是完全可行的[19]。
1.3 本文的主要研究内容与解决的问题
针对该课题设计要求，本文主要完成的研究内容如下：
(1)研究拟开发的全自动霰弹枪的总体方案：确定拟开发的警用霰弹枪的自动原理、发射方式、击发方式、供弹方式、保险方式以及主要的战术技术参数，确定其总体布局、外形及外形尺寸、人枪接口、拟拓展功能及相应接口。
(2)研究拟开发的全自动霰弹枪的内外弹道性能：研究内弹道过程中膛内火药燃气压力、弹丸速度等随时间的变化规律，并得到弹丸初速等重要参数；研究外弹道过程中弹丸速度、质心位置空间坐标等随时间的变化规律，获得弹丸终点速度，终点动能等重要参数。
(3)建立拟开发的全自动霰弹枪的三文实体建模：建立三文实体，通过虚拟装配、虚拟运动，进行运动件干涉、配合件重合量（如扣合量）符合度检查。
(4)研究拟开发的全自动霰弹枪的自动循环过程：研究自动循环过程中的动力学问题与运动学问题，获得运动件的位移及速度随时间的变化规律，进而获得理论射速等重要参数。