【摘要】：隨著軍事需求的增長(zhǎng)和技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代國(guó)防工業(yè)部門(mén)對(duì)新型號(hào)武器系統(tǒng)的研制過(guò)程、研制方法和效能評(píng)估手段等都提出了更高的要求,縮短新產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用、提高效費(fèi)比已成為軍工企業(yè)立足于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的先決條件。隨著武器裝備評(píng)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(guó)正在大力開(kāi)展評(píng)估技術(shù)的研究,以期以最優(yōu)的策略、最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)最為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。自動(dòng)機(jī)可靠性研究技術(shù)大多停留在試驗(yàn)驗(yàn)證階段,只能根據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)似產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開(kāi)展自動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)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(chē)可根據(jù)不同作戰(zhàn)目標(biāo)快速實(shí)現(xiàn)不同彈種的交換,可避免勤務(wù)操作混亂,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)面殺傷,提高作戰(zhàn)效能。由于其供彈機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成為最容易出現(xiàn)故障的機(jī)構(gòu),特別是供彈機(jī)構(gòu)工作時(shí),容易出現(xiàn)射頻低、卡滯(或卡彈)、磨損不均或過(guò)快、停射或自動(dòng)機(jī)零件開(kāi)裂破斷等故障,造成可靠性問(wèn)題尤為突出。武器系統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)過(guò)程投入大、周期長(zhǎng),延長(zhǎng)了研制和定型周期,造成試驗(yàn)樣本數(shù)往往比較少,在可靠性評(píng)估方面很難或基本不能反映產(chǎn)品的實(shí)際性能,對(duì)于產(chǎn)品本身和下一代相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)改進(jìn)難以提供可靠的依據(jù),更不可能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。因此,對(duì)于供彈機(jī)的可靠性相關(guān)問(wèn)題的研究,需要從技術(shù)和手段上進(jìn)行突破,從設(shè)計(jì)階段入手分析和優(yōu)化提高供彈機(jī)的可靠性。為解決火炮自動(dòng)供彈機(jī)可靠性不高的問(wèn)題,本文以某型大口徑自動(dòng)火炮為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)適用于該自動(dòng)火炮的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)——雙路供彈系統(tǒng),研究其動(dòng)作特性,進(jìn)行供彈機(jī)構(gòu)可靠性分析,提出了評(píng)價(jià)自動(dòng)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?jī)?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(gè)機(jī)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(jī)模型,通過(guò)ADAMS進(jìn)行供彈機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真分析；通過(guò)物理樣機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比,各項(xiàng)數(shù)據(jù)誤差均處于允許范圍內(nèi),驗(yàn)證了虛擬樣機(jī)模型的正確性；對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果誤差較大的因素作進(jìn)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(jī)構(gòu)之間的耦合作用的特性,建立了剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型進(jìn)行分析,計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際工況,為供彈機(jī)可靠性分析提供依據(jù)。(2)建立了雙路供彈機(jī)構(gòu)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程,進(jìn)行一階和二階結(jié)構(gòu)靈敏度分析,找到對(duì)供彈機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)隨機(jī)輸入變量的敏感性。(3)通過(guò)對(duì)供彈機(jī)的壓彈蓋板材料屬性和供彈動(dòng)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(dāng)相關(guān)屬性權(quán)重改變時(shí),對(duì)相應(yīng)的屬性權(quán)重向量進(jìn)行平均修正,并求出了權(quán)重改變量,進(jìn)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(guò)比較,得到對(duì)決策方案排序的屬性靈敏度,為多屬性決策優(yōu)化設(shè)計(jì)提供思路。(4)建立了供彈機(jī)動(dòng)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(guò)對(duì)比其他經(jīng)典方法的可靠度置信下限和置信區(qū)間,驗(yàn)證了混合Bayes方法得到的區(qū)間估計(jì)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(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,提高了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。(5)通過(guò)對(duì)混合Bayes方法進(jìn)行可靠性驗(yàn)證,得到了單元試驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)數(shù)量與試驗(yàn)次數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。得到了適當(dāng)減少單元試驗(yàn)數(shù)量或者增加歷史數(shù)據(jù)組數(shù),可以降低進(jìn)行單元試驗(yàn)的成本和系統(tǒng)試驗(yàn)的成本,提高產(chǎn)品的研發(fā)效率；對(duì)于高可靠度單元進(jìn)行Bayes方法的可靠性驗(yàn)證時(shí),不需較多的單元試驗(yàn)次數(shù),就可以在系統(tǒng)試驗(yàn)次數(shù)較小的情況下驗(yàn)收產(chǎn)品,從而降低了試驗(yàn)成本,提供了武器裝備的試驗(yàn)與評(píng)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(duì)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(duì)灰色模糊多屬性方案決策的方法進(jìn)行了拓展和完善,提出了在非確定數(shù)據(jù)條件下通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)貼近度進(jìn)行多屬性決策的方案,并將其運(yùn)用到不同類(lèi)型的自動(dòng)火炮系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性能評(píng)估決策的過(guò)程中,對(duì)機(jī)動(dòng)性較為理想的火炮系統(tǒng)的防護(hù)性能進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估,評(píng)價(jià)結(jié)果正確、可靠,為自動(dòng)火炮的關(guān)鍵性能的綜合多屬性決策評(píng)估提供了有參考價(jià)值的評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)方法。
【圖文】：

構(gòu)棘輪處與防倒棘齒接觸。撥彈機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行撥彈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。彈鏈為開(kāi)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(jī)構(gòu)的齒數(shù)為５。撥逡逑彈機(jī)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(jī)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(jì)應(yīng)滿足下要求：逡逑（１）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，在供彈過(guò)程不能產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形。在運(yùn)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(dòng)機(jī)工作及運(yùn)行過(guò)程中不致因振動(dòng)而使彈逡逑在鏈節(jié)內(nèi)自行松動(dòng)、移位或脫落。抱彈力也不宜過(guò)大，否則將在進(jìn)彈過(guò)程中過(guò)多地消耗逡逑自動(dòng)機(jī)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(gè)相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)輸出軸必須同軸反向；傳動(dòng)逡逑機(jī)構(gòu)的輸出軸與結(jié)合的撥彈機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)可用直齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)原理和傳動(dòng)機(jī)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(dòng)原理圖與傳動(dòng)機(jī)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(dòng)力矩輸入，使輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸帶動(dòng)軸上齒輪１和齒輪３逡逑順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪１與齒輪２喃合，齒輪２逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則輸出軸１逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；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(dòng)輸出軸２順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出軸１和逡逑２同軸輸出，轉(zhuǎn)向相反。逡逑２．２N３驅(qū)動(dòng)聯(lián)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)逡逑驅(qū)動(dòng)聯(lián)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求；要保證供彈機(jī)運(yùn)動(dòng)與自動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)一逡逑致性，傳動(dòng)比應(yīng)可變；結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使供彈阻力較小。供彈機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)逡逑包括機(jī)框上的曲線槽、曲拐、一對(duì)錐齒輪。錐齒輪之間的傳動(dòng)比為１：１，齒輪加工時(shí)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TJ303

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2654103