【摘要】：隨著軍事需求的增長和技術(shù)的不斷進步,現(xiàn)代國防工業(yè)部門對新型號武器系統(tǒng)的研制過程、研制方法和效能評估手段等都提出了更高的要求,縮短新產(chǎn)品研制開發(fā)周期、降低開發(fā)費用、提高效費比已成為軍工企業(yè)立足于市場競爭的先決條件。隨著武器裝備評定相關(guān)理論研究的不斷深入,為適應(yīng)武器裝備發(fā)展的新要求,我國正在大力開展評估技術(shù)的研究,以期以最優(yōu)的策略、最小的代價實現(xiàn)最為準確的評價。自動機可靠性研究技術(shù)大多停留在試驗驗證階段,只能根據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗、類似產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)或設(shè)計準則開展自動機設(shè)計工作,缺少可靠性分析手段,造成產(chǎn)品可靠性水平較低。具備雙路供彈系統(tǒng)的火炮、步兵戰(zhàn)車可根據(jù)不同作戰(zhàn)目標快速實現(xiàn)不同彈種的交換,可避免勤務(wù)操作混亂,實現(xiàn)點面殺傷,提高作戰(zhàn)效能。由于其供彈機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成為最容易出現(xiàn)故障的機構(gòu),特別是供彈機構(gòu)工作時,容易出現(xiàn)射頻低、卡滯(或卡彈)、磨損不均或過快、停射或自動機零件開裂破斷等故障,造成可靠性問題尤為突出。武器系統(tǒng)的可靠性試驗過程投入大、周期長,延長了研制和定型周期,造成試驗樣本數(shù)往往比較少,在可靠性評估方面很難或基本不能反映產(chǎn)品的實際性能,對于產(chǎn)品本身和下一代相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)改進難以提供可靠的依據(jù),更不可能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。因此,對于供彈機的可靠性相關(guān)問題的研究,需要從技術(shù)和手段上進行突破,從設(shè)計階段入手分析和優(yōu)化提高供彈機的可靠性。為解決火炮自動供彈機可靠性不高的問題,本文以某型大口徑自動火炮為研究對象,設(shè)計適用于該自動火炮的關(guān)鍵機構(gòu)——雙路供彈系統(tǒng),研究其動作特性,進行供彈機構(gòu)可靠性分析,提出了評價自動火炮關(guān)鍵性能的有效方法,為雙路供彈技術(shù)的研究提供參考和技術(shù)支持。論文具體研究內(nèi)容如下：(1)結(jié)合課題的背景,考慮雙路供彈系統(tǒng)自身的特性,分析其工作原理,確定各部分結(jié)構(gòu),考慮各個機構(gòu)之間的配合關(guān)系以及雙路供彈系統(tǒng)與武器本身的關(guān)系,應(yīng)用UG三維建模軟件建立了虛擬樣機模型,通過ADAMS進行供彈機構(gòu)的動力學(xué)仿真分析；通過物理樣機試驗數(shù)據(jù)與仿真計算數(shù)據(jù)對比,各項數(shù)據(jù)誤差均處于允許范圍內(nèi),驗證了虛擬樣機模型的正確性；對數(shù)據(jù)對比結(jié)果誤差較大的因素作進一步分析,考慮供彈系統(tǒng)某些大尺寸零部件易發(fā)生彈性變形和機構(gòu)之間的耦合作用的特性,建立了剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型進行分析,計算結(jié)果更符合實際工況,為供彈機可靠性分析提供依據(jù)。(2)建立了雙路供彈機構(gòu)多體系統(tǒng)運動微分方程,進行一階和二階結(jié)構(gòu)靈敏度分析,找到對供彈機傳動機構(gòu)中的輸出軸轉(zhuǎn)動角度影響較大的參數(shù),結(jié)合結(jié)構(gòu)靈敏度的分析結(jié)果,利用響應(yīng)面法建立極限狀態(tài)函數(shù),結(jié)合蒙特卡洛法分析系統(tǒng)響應(yīng)對隨機輸入變量的敏感性。(3)通過對供彈機的壓彈蓋板材料屬性和供彈動作性能屬性的分析,提出并建立了一種不影響決策方案排序的多屬性決策靈敏度分析模型與方法。分析了當相關(guān)屬性權(quán)重改變時,對相應(yīng)的屬性權(quán)重向量進行平均修正,并求出了權(quán)重改變量,進而得到屬性權(quán)重的靈敏度臨界值和穩(wěn)定區(qū)間的大小,通過比較,得到對決策方案排序的屬性靈敏度,為多屬性決策優(yōu)化設(shè)計提供思路。(4)建立了供彈機動作分析的可靠性模型,提出了引入繼承因子的混合Bayes方法,通過對比其他經(jīng)典方法的可靠度置信下限和置信區(qū)間,驗證了混合Bayes方法得到的區(qū)間估計結(jié)果更加精確穩(wěn)定,可以有效的減少人為的主觀因素對計算結(jié)果的影響,提高了評估結(jié)果的準確性。(5)通過對混合Bayes方法進行可靠性驗證,得到了單元試驗和歷史數(shù)據(jù)數(shù)量與試驗次數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。得到了適當減少單元試驗數(shù)量或者增加歷史數(shù)據(jù)組數(shù),可以降低進行單元試驗的成本和系統(tǒng)試驗的成本,提高產(chǎn)品的研發(fā)效率；對于高可靠度單元進行Bayes方法的可靠性驗證時,不需較多的單元試驗次數(shù),就可以在系統(tǒng)試驗次數(shù)較小的情況下驗收產(chǎn)品,從而降低了試驗成本,提供了武器裝備的試驗與評定一種新的策略。(6)基于AHP層次分析法的分析結(jié)果,利用灰色決策關(guān)聯(lián)度的思想,在對灰色方案決策分析的基礎(chǔ)上,引入了區(qū)間數(shù)的概念,對灰色模糊多屬性方案決策的方法進行了拓展和完善,提出了在非確定數(shù)據(jù)條件下通過灰色關(guān)聯(lián)貼近度進行多屬性決策的方案,并將其運用到不同類型的自動火炮系統(tǒng)機動性能評估決策的過程中,對機動性較為理想的火炮系統(tǒng)的防護性能進行進一步評估,評價結(jié)果正確、可靠,為自動火炮的關(guān)鍵性能的綜合多屬性決策評估提供了有參考價值的評價模型和評價方法。
【圖文】：

構(gòu)棘輪處與防倒棘齒接觸。撥彈機構(gòu)設(shè)計與彈鏈結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，要根據(jù)彈鏈的節(jié)距和彈逡逑鏈之間的聯(lián)接方式進行撥彈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。彈鏈為開式鏈節(jié)，包角為２５４°，，聯(lián)接方逡逑式為搭掛，節(jié)距為４０ｍｍ，如圖２．３所示。根據(jù)彈鏈情況選取撥彈機構(gòu)的齒數(shù)為５。撥逡逑彈機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖２．４所示。逡逑圖２．３彈鏈３Ｄ模型邐圖２．４撥彈機構(gòu)３Ｄ模型逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋３Ｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｂｕｌｌｅｔ邋ｂｅｌｔ邐Ｆｉｇ．邋２．４邋３Ｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｓｔｉｒ邋ｂｕｌｌｅｔ邋ｗｈｅｅｌ逡逑彈鏈結(jié)構(gòu)主要設(shè)計應(yīng)滿足下要求：逡逑（１）應(yīng)有足夠的強度和剛度，在供彈過程不能產(chǎn)生過大的塑性變形。在運輸和使用逡逑中，不得因撞擊而變形。逡逑口）鏈節(jié)應(yīng)有一定的抱彈力，Ｗ保證在自動機工作及運行過程中不致因振動而使彈逡逑在鏈節(jié)內(nèi)自行松動、移位或脫落。抱彈力也不宜過大，否則將在進彈過程中過多地消耗逡逑自動機能量和降低彈鏈的使用壽命。逡逑（３）

而輸出軸必須能完成兩個相反方向的轉(zhuǎn)動；兩個輸出軸必須同軸反向；傳動逡逑機構(gòu)的輸出軸與結(jié)合的撥彈機構(gòu)同軸，其中軸線始終位于炮膛中必線上。逡逑同軸反向輸出的傳動機構(gòu)可用直齒輪傳動，傳動原理和傳動機構(gòu)如圖２．５所示。逡逑ｎ＇邋３邋Ｅ—３邋Ｅ－＇邋—邐３邐——；邐叩邐＇逡逑ｋ擊一邐！甲逡逑３Ｅ邋—邐３邋—Ｅ邐ｂＺＺｓ＾邋＾邐，逡逑／邐／人邐＾逡逑＇邋８逡逑１－輸入軸；２－齒輪１；邋３－齒輪２；邋４－齒輪３；邋５－齒輪４；邋６－齒輪５；邋７－輸出軸１；邋８－輸出軸２逡逑圖２．５齒輪傳動原理圖與傳動機構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２．５邋Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｇｅａｒ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ打邋ｓｔｒｃｔｕｒｅ逡逑驅(qū)動力矩輸入，使輸入軸轉(zhuǎn)動，設(shè)為順時針轉(zhuǎn)動，輸入軸帶動軸上齒輪１和齒輪３逡逑順時針轉(zhuǎn)動，齒輪１與齒輪２喃合，齒輪２逆時針轉(zhuǎn)動，則輸出軸１逆時針轉(zhuǎn)動；齒輪逡逑４分別與齒輪３和５咽合，轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向，使齒輪５帶動輸出軸２順時針轉(zhuǎn)動。輸出軸１和逡逑２同軸輸出，轉(zhuǎn)向相反。逡逑２．２N３驅(qū)動聯(lián)接機構(gòu)的設(shè)計逡逑驅(qū)動聯(lián)接機構(gòu)設(shè)計的基本要求；要保證供彈機運動與自動機基礎(chǔ)構(gòu)件運動的協(xié)調(diào)一逡逑致性，傳動比應(yīng)可變；結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，使供彈阻力較小。供彈機驅(qū)動聯(lián)接機構(gòu)設(shè)計逡逑包括機框上的曲線槽、曲拐、一對錐齒輪。錐齒輪之間的傳動比為１：１，齒輪加工時需逡逑要提高表面硬度和耐磨性
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ303

【參考文獻】

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本文編號：2654103