【摘要】：彈簧緩沖器是機(jī)槍與武器平臺之間常用的緩沖裝置,但是彈簧緩沖器存在一些缺點(diǎn)如能量吸收率低、穩(wěn)定性差、反彈沖擊力大等。為此,相關(guān)科研單位一直在尋求一款高性能緩沖器代替彈簧緩沖器作為槍身緩沖器以提高機(jī)槍射擊性能。研究發(fā)現(xiàn)非線性彈性膠體緩沖器能量吸收率高、阻抗力低、緩沖復(fù)進(jìn)過程平穩(wěn),且可在-50℃至250℃的環(huán)境中保持良好的性能。因此,本文探索將非線性彈性膠體緩沖器應(yīng)用于機(jī)槍與武器平臺上,構(gòu)建非線性彈性膠體緩沖器數(shù)學(xué)模型和動力學(xué)仿真分析模型,研究非線性彈性膠體緩沖器的特性,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性,為提高機(jī)槍射擊精度和降低機(jī)槍射擊后坐提供技術(shù)支撐。本文主要研究內(nèi)容有:根據(jù)機(jī)槍與武器平臺的空間限制設(shè)計(jì)并加工非線性彈性膠體緩沖器樣機(jī)。以膠體的粘彈性特性為理論依據(jù),根據(jù)落錘試驗(yàn)和靜壓試驗(yàn)所得阻抗力和位移關(guān)系求解非線性彈性膠體緩沖器的阻尼力公式和彈性力公式,推導(dǎo)出非線性彈性膠體緩沖器數(shù)學(xué)模型。根據(jù)膠體的阻尼系數(shù)和彈性剛度的變化規(guī)律,構(gòu)建非線性彈性膠體緩沖器動力學(xué)仿真分析模型,并通過落錘試驗(yàn)和靜壓試驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。仿真及試驗(yàn)結(jié)果表明,不同試驗(yàn)所得非線性彈性膠體緩沖器最大阻抗力和模型仿真所得最大阻抗力相對誤差小于5%,因此非線性彈性膠體緩沖器動力學(xué)仿真分析模型基本可以反映非線性彈性膠體緩沖器的力學(xué)特性。通過仿真的方式分析連續(xù)沖擊載荷下非線性彈性膠體緩沖器的溫度變化,仿真中緩沖器最高溫度256.13℃略高于膠體的使用要求250℃,但是考慮到實(shí)際應(yīng)用中空氣流通和間歇性沖擊等因素,可推斷該緩沖器基本滿足工作需求。根據(jù)內(nèi)彈道方程求解某型機(jī)槍射擊時(shí)的膛底合力,結(jié)合非線性彈性膠體緩沖器動力學(xué)仿真模型確定緩沖器預(yù)壓力為800N。建立機(jī)槍射擊槍口擾動動力學(xué)分析模型,分析非線性彈性膠體緩沖器對機(jī)槍射擊精度的影響,結(jié)果表明使用非線性彈性膠體緩沖器相對使用原彈簧緩沖器阻抗力降低23.1%,能量吸收率提高37.2%,槍口上下方向擾動降低12.9%,左右擾動降低了25%。因此,根據(jù)本文的研究非線性彈性代替彈簧緩沖器作為槍身緩沖器基本可行。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TJ203.7
【圖文】：

1 端蓋；2 銷；3 活塞桿；4 緩沖簧；5 緩沖器缸筒圖 1.1 彈簧緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖沖器主要由緩沖彈簧、缸筒組件、活塞桿組件組成，該緩沖器是目置。彈簧緩沖器工作時(shí)，緩沖簧在外部沖擊力的作用下被壓縮，外簧的彈性勢能被貯存起來，繼而獲得緩沖效果；當(dāng)外部沖擊力撤銷的作用下緩沖器活塞復(fù)位，沖擊完成[4]。彈簧緩沖器的緩沖簧有多、環(huán)形彈簧、蝶形彈簧，它們結(jié)構(gòu)不同但是工作原理相同。彈簧緩單、保養(yǎng)維修方便、性能可靠、耐久性好、不受溫度影響等，但是沖器復(fù)進(jìn)時(shí)能量釋放過快，在慣性的作用下容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的回彈和精度要求高、穩(wěn)定性要求好的場合。壓式緩沖器（如圖 1.2）

銷；3 活塞桿；4 緩沖簧；5 緩沖器 1.1 彈簧緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖、缸筒組件、活塞桿組件時(shí)，緩沖簧在外部沖擊力起來，繼而獲得緩沖效果復(fù)位，沖擊完成[4]。彈簧緩簧，它們結(jié)構(gòu)不同但是工性能可靠、耐久性好、不過快，在慣性的作用下容要求好的場合。.2）

中北大學(xué)學(xué)位論文式緩沖器主要由缸筒、活塞組件、活塞桿組件、節(jié)流孔、復(fù)位彈緩沖器工作時(shí)，外部沖擊力推動活塞向內(nèi)運(yùn)動。在壓力的作用下活塞間隙流動，阻尼孔和間隙的的節(jié)流作用將沖擊能量轉(zhuǎn)化為熱到緩沖減震的作用。沖擊完成以后，在復(fù)位彈簧的作用下活塞復(fù)根據(jù)節(jié)流孔不同可以分為多孔式、閥體式、芯棒式等。彈簧液壓阻力更均衡、能量耗散率更高、容量也更大、性能更穩(wěn)定，同時(shí)緩沖器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。雖然該緩沖器有眾多優(yōu)點(diǎn)，但是其結(jié)構(gòu)，維修不便，密封要求高，需要經(jīng)常維護(hù)、成本高等問題[5]。目廣泛應(yīng)用在車輛、工程機(jī)械、國防、航天航空等領(lǐng)域。沖器（如圖 1.3）

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本文編號：2801150