ADAMS+solidworks某火炮抽壳过程动力学分析(2)
图1.1中国PLZ05
生的抽壳力过小,药筒没有获得足够的抛壳速度,它将无法完全顺利抛出；如果过大，抛壳机所受到的力也将过大，可能使抛壳机发生故障。抽壳机构的工作状况研究属于机构动力学的问题,而药筒在膛压作用下产生的抽壳阻力属于弹塑性动力学的范畴。本课题主要研究火炮抽壳机构的工作，抽壳阻力选取工厂实验数据。
1.2国内外研究现状
1.3本文的主要研究内容
本文从抽壳机构的运动分析方面入手,以多刚体动力学为基础,借用先进的分析软件SolidWorks和ADAMS为工具进行以下几方面的工作:
(1)运用SolidWorks建立药筒和身管及抽壳机构的实体模型,为后面的研究提供基础数据。
(2)运用多刚体动力学对火炮的抽壳机构进行分析研究,计算火炮抽壳结束后药筒的运动速度。
(3)运用世界先进的功能强大的专业机构动力学分析软件ADAMS对火炮的抽壳机构进行了仿真模拟,计算火炮抽壳结束后药筒的运动速度。
2基于多刚体动力学的抽壳机构动力学分析
2.1抽壳机构的组成
此炮的抽壳机构为杠杆式抽壳机构,抽壳时机为火炮复进时。抽壳机构包括炮尾及身管、开闩曲柄花键轴、开闩曲臂(分为左右两个)、开闩曲臂连杆、闩体、拨指(分为左右两个)、拨指模块、推杆、推筒、推杆连杆、开闩旋转块、开闩旋转块支架、开闩旋转块复位推杆等。
2.2抽壳机构的工作原理
火炮复进快要到位时,安装在炮尾上的推筒和安装在摇架上的开闩旋转块发生碰撞,而后座部分继续复进。推筒在开闩旋转块的作用下反向移动,然后推杆与推筒一体向后运动，推杆与开闩曲臂连杆碰撞使得开闩曲臂连杆反向旋转。由于开闩曲臂连杆是以内花键的形式套装在开闩曲臂花键轴上,因此开闩曲臂连杆带动曲臂轴旋转,同理,开闩曲臂也是以内花键的形式套装在曲臂轴上,因此曲臂也被带动旋转并撞击安装在炮尾内的闩体上的斜面滑槽,闩体在曲臂的撞击下以一个很小的角度向斜上方向运动,闩体的两个侧面上固定有一个拨指模块用来和左右拨指相配合,拨指由拨指转轴约束在平面内转动，拨指还和身管端面接触在一起，由此限定了拨指指旋转的角度范围。拨指的一端有一小段圆弧面和药筒的凸缘接触,拨指转动时推动药筒从身管中抽出。
2.3抽壳机构的动力学模型建立
2.3.1建立模型的理论基础
火炮抽壳机构的运动，就是基础构件在复进时依靠后座时储存的能量克服工作阻力，完成开闩和抽筒动作的运动[3]。基础构件通过机械约束带动工作构件运动，而工作构件也通过机械约束反过来影响基础构件的运动。确定基础构件的运动之后，工作构件的运动也就随之确定了。要确定基础构件的运动规律，首先是描述它。对动力系统，描述其运动规律一般是运动微分方程，即首先是建立基础构件的运动微分方程，并且是考虑了工作构件影响的运动微分方程。
火炮抽壳机构由n个运动构件组成，其中主要分为三种:平动构件、定轴转动构件以及转轴在基础构件上的平面运动构件。
(1)平动构件的情况
对于如图所示的简单凸轮机构，假设作用于基础构件0上的给定的合力在其速度
方向的分量为F，作用于工作构件1上的给定力在其速度方向的分量为F1，基础构件的质量、位移、速度及加速度分别为 、x、 、 ，工作构件的质量、位移、速度及加速度分别为 、 、 、 。
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