论文部分内容阅读
弹性胶泥缓冲器具有缓冲效率高、稳定性好、结构简单等优点,在车辆、船舶、兵器等领域中得到了重要的工程应用。研究其在火炮反后坐装置中的应用,对控制火炮重量、提高火炮密集度和机动性等总体性能有着十分重要的意义。本课题分析弹性胶泥材料及其缓冲器的特性,通过实验测试和数值仿真相结合的方法,对弹性胶泥缓冲器的动态特性进行研究和分析,探讨其在火炮反后坐装置中应用推广的可行性。在分析落锤冲击实验原理的基础上,组建弹性胶泥缓冲器落锤冲击实验测试系统,对弹性胶泥缓冲器进行了三组不同高度条件下的落锤冲击实验,通过辨识实验参数和仿真建模,拟合的结果与实验值较为吻合,验证了测试活塞杆位移信号和采用速度型阻尼力方程建模的有效性;并通过能量分析,说明弹性胶泥缓冲器具有较高的能量吸收率和很好的动态缓冲特性。针对落锤冲击实验系统存在的不足,结合实验室现有条件,提出了气动式驱动器冲击实验测试系统方案,建立了安装台有限元模型,进行了强度校核;对弹性胶泥缓冲器进行不同驱动压力作用下的冲击实验,测试结果表明缓冲器在较大的冲击作用下仍具有很好的耗能能力,可获得平缓的阻力-位移曲线;研究表明,阻尼系数与弹性胶泥缓冲器的结构尺寸和材料有关,而速度指数取决于冲击环境。基于AMESim液压系统仿真软件,建立了弹性胶泥缓冲器落锤冲击动态特性的数值仿真模型,对落锤冲击实验系统进行等效模型变换,数值仿真结果与落锤实验测试数据吻合性较好,说明该模型能够用于模拟弹性胶泥缓冲器落锤冲击的动力学过程;阻尼系数与活塞直径、活塞厚度和材料粘度的线性关系以及与间隙的非线性关系,与理论计算结果符合较好。为了研究弹性胶泥缓冲器是否具有优于制退机的缓冲特性,在AMESim中建立了一种简单沟槽式制退机落锤冲击实验系统的数值仿真模型,通过控制函数和可变节流阀来模拟变化的沟槽深度;仿真结果说明,弹性胶泥缓冲器的动态缓冲性能更好,说明了弹性胶泥在火炮反后坐装置中具有潜在的应用前景。