ABAQUS火箭发射装置动力学分析与性能评估(2)
结论 50
致谢 51
参考文献 52
1 绪论
1.1 研究背景及意义
根据现代局部战争的态势，虽然很多高新技术武器得到研发及使用，但是常规武器仍然占据着重要地位。现代战争主要为信息化技术作战，火力灵活猛烈，并且战场纵深大，因此对常规武器提出一系列要求：更大的威力、更远的射程、更高的射击精度以及灵活机动性等。火箭武器作为常规火力武器的重要组成部分，由于其射程远、威力大、机动能力强等特点，成为实现面饱和射击和杀伤的重要武器。
现代火箭武器的发展趋势呈现多个方向：（1）火箭弹推进技术及制造技术的发展，增加了火箭武器的射程并提高了打击威力；（2）火箭发射装置动力结构分析、优化，火箭弹精确制导技术的发展，有效地提高了发射系统的射击精度和密集度；（3）发射箱实现模块化，并加强防护伪装及提高生存能力（4）发射系统中逐渐融合自动调平、自动定位定向、自动瞄准等数字化、信息化一体的智能火控系统，从而提高火力突击和快速反应能力（5）将火箭发射系统实现轻量化，保证其能够被空运、空投，进一步提高战略机动性。
火箭发射系统在不断发展和完善的过程中，需要对改进的新型火箭发射装置进行分析，研究完整火箭发射装置的自动瞄准控制性能、结构力学特性、发射动力学性能等，有助于为整个火箭发射装置的分析及优化改进提供理论参考。
1.2 发射动力学研究综述
1.3 主要研究内容及目的
所参与工程项目中的某型火箭发射装置是机、电、液、控一体化系统，在发射状态下具有复杂的动力学性能。由于该发射装置为初步设计产品，其液压控制系统性能、机械结构力学性能、发射动力学响应特性等各方面性能需要进行分析评估，以保证该产品中液压系统合适的控制速度和精度、机械结构安全可靠性、发射装置的动力学响应特性等性能。本文主要结合完整的发射系统，对发射装置开展以下研究工作：
（1） 对发射装置液压控制系统开展控制性能分析，根据所设计的液压高低机构和方向机构的结构、液压随动系统的油路和液压元件资料，搭建液压高低机和方向机的比例控制系统数学模型，并采用Simulink搭建仿真模型，获取液压随动控制系统的时域特性及频域特性，分析液压控制系统的稳定性、快速性和响应精度；
（2） 根据项目所提供的发射装置及发射车设计图纸，采用非线性有限元动力学软件ABAQUS搭建发射系统在待发射状态下的有限元模型，对发射系统进行模态分析，发现低阶频率下各结构的易变形部位，对可能引起共振的激励因素进行分析，避免发生共振；
（3） 搭建发射系统非线性有限元动力学模型，开展发射动力学分析，获取发射过程中发射系统的动态响应特性，进行结构刚强度校核，评判整体结构安全性，并进行由发射装置振动引起的初始扰动计算，评判发射装置的射击性能。
2 液压随动控制系统建模及特性分析
2.1 概述
传统的火箭发射装置采用电机驱动，通过齿圈齿弧传动进行瞄准射角的装定。此种驱动方式由于安装空间限制，驱动电机的功率较小，无法适用于大型远程火箭武器；同时，齿圈齿弧的传动方式导致传动系统刚度大而阻尼较小，在发射状态的动载荷作用下，会使发射箱产生较大的振动而不利于提高射击精度。而液压驱动系统，由于具有传动平稳、承载能力强、相比于同功率电机所占空间体积小、液压伺服控制传动精度高等优点，同时在发射状态下能够保证一定的阻尼，有利于减小发射装置的振动而提高射击精度[15]，从而在现代火箭发射装置中被广泛使用，并主要用于发射装置的随动系统及调平系统。
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