大口径狙击步枪动力学仿真与分析

基于多刚体动力学,对某型大口径狙击步枪发射过程进行了动力学分析。通过对自动机和液压缓冲器进行分析,将带液压缓冲器的狙击步枪简化为质量-弹簧-阻尼系统,并在MATLAB/Simulink下建立了大口径狙击步枪动力学仿真模型,仿真结果与实测结果对比,误差在10%以内,证明了仿真模型的准确性。该模型作为一个便捷的分析平台,可以为大口径狙击步枪参数优化及结构改进提供理论依据,从而提高大口径狙击步枪设计效率。     

某榴弹发射系统动力学仿真研究

基于单兵自动武器三维实体模型,借助动力学仿真软件ADAMS建立了单兵自动武器虚拟样机模型,研究了自动机在开闭锁、抛壳、供弹过程中的运动特性,通过运动学仿真发现了武器机构设计不合理部分,验证了修改后武器机构设计的正确性、合理性.分析了虚拟样机模型动力学特性,仿真结果与实验值对比吻合较好,验证了虚拟样机模型参数设置的有效性与可靠性.描述了不同参考坐标系下的抛壳过程,清晰展示了抛壳过程中弹壳运动的特点.上述工作为进一步深入研究单兵自动武器动力学问题提供了参考.     

三自由度运动平台可视化设计研究与实现

传统的三自由度平台设计是一个串行设计过程,基于物理样机的设计与验证过程制约了产品开发的周期和效率。为快速高效地实现由概念设计到样机设计,提出将虚拟现实技术与三自由度运动平台的运动学分析、动力学分析、结构设计相结合,构建一个可视化设计平台,作用于机械设计、虚拟装配、运动可视化仿真,以及系统的动力学特性分析。推导了三自由度运动平台的运动学解析模型,就平台实现的关键技术,包括XML信息集成、运动可视化、VRML文件生成、基于动态特性分析的模型检验等,进行了研究探讨。     

基于Matlab的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台

针对仿生控制的特点,构建了一种Matlab环境下的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台。为了充分利用关节自身的被动特性,描述了由非外界约束引起的自由度变化,以及双足机器人在运动相态间的合理切换。同时,考虑到碰撞是机器人运动的固有特性,建立了包括碰撞在内的混合动力学模型,最终实现控制器与机器人、环境的耦合。在此平台上,对设计的仿生控制算法进行了仿真：借助机器人自身运动状态和环境交互信息,协调各个关节的动作时序,实现了低能耗的稳定行走。结果表明,该平台为双足机器人仿生控制及其运动特性分析提供了有效的仿真手段。     

某型转管机枪刚柔耦合多体发射动力学仿真

以某型转管机枪为对象,研究了将CAD软件中复杂实体模型导入到ADAMS软件中的方法;考虑转管机枪实际射击条件下土壤本构关系和射手边界问题,建立了驻锄—土壤参数模型与人—枪参数模型;以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS/Flex柔性体模块,建立了某型转管机枪刚柔耦合的虚拟样机仿真模型.通过对所建立的模型构件之间添加相互作用力,并进行多体发射动力学仿真和分析,获得了自动机运动过程中各主要部件的动力学特性.选取机枪自动机的速度和位移为校验指标,通过与试验数据中枪口响应位移比较,证明建立的刚柔耦合模型科学合理、准确有效,为该枪后期的结构优化与改进提供了模拟试验平台.     

电传动履带车辆驱动系统建模与转向特性研究

为准确分析某电传动履带车辆转向特性，运用现代设计理论与方法—协同仿真与虚拟样机技术，借助动力学分析软件RecurDyn／Track—HM和控制系统分析软件Matlab／Simulink仿真平台，建立了整车行动部分三维多体动力学模型和控制系统模型。以不同车速υ、不同转向半径R下的转向特性为例，对其进行了理论分析与协同仿真分析，并通过与理论计算和试验结果对比验证了模型的正确性。该方法对深入了解整车的转向特性以及试验调试策略具有重要指导意义，可进一步缩短研制周期，降低研究成本，同时为履带车辆电驱动系统动态特性的深入研究提供了一条新的思路。     

大口径高射机枪自动发射过程仿真试验研究

为了深入了解一种大口径高射机枪自动机的运动学和动力学特性,基于多体动力学建立了高射机枪自动机数值仿真模型.读模型考虑了接触,碰撞和载荷随机性,其正确性被试验所验证.对该高射机枪实际发射过程进行了仿真试验研究,获得了一整套运动和载荷数据,详细分析了自动机系统的运动学和动力学特性,研究并揭示了含碰撞的开闭锁和供弹过程的工作机理.本项研究对高射机枪自动发射过程的动力学行为提出了新认识.     

基于海况环境激励的某船载装置动力学分析

为了提高船载装置设计的安全性和可靠性,对基于海况环境激励的某船载装置动力学特性进行了仿真分析.针对设计要求的海上工作极限情况,输入了5级和8级海况下的波浪载荷激励,通过ADAMS仿真得到了船载装置的运动特性及关键部件的动力学特性.根据分析结果提出了增加横向轮个数和横向轮与轨道间隙的结构改善策略,并通过仿真结果验证了改善策略的有效性,为优化船载装置的结构设计提供了分析手段和参考依据.     

武器自动机虚拟试验技术研究

在对自动武器进行靶场试验时,自动机运动参数及射击频率的测试是很重要的一个内容。以动力学仿真软件ADAMS为仿真测试平台,以导气式自动武器为研究对象,针对这一类武器的工作特点,对自动机虚拟试验技术进行了研究,解决了从工作载荷生成到武器单发、连发动作仿真控制等一系列关键问题,从而为武器自动机虚拟试验技术提出了一套系统的解决方案。最后通过对某一型号武器自动机的运动参数测试,证明了该方案的可行性。     

基于虚拟样机的航天器对接转动模拟装置仿真研究

综合了计算多体动力学、计算结构力学、碰撞理论等多学科的知识，在ADAMS／Solver平台上建立了航天器对接试验台滚转和俯仰转动模拟装置对接过程可视化动力学虚拟样机模型，建模过程中实现了UG—MATLAB—ADAMS—ANSYS的仿真环境相互集成。利用软件的各自优势完成了转动模拟装置的动力学特性分析；研究了关键性能参数如轴承摩擦系数对整个装置工作性能的影响。数学仿真和虚拟动态仿真的相ghz,~g-L明仿真结果是可信的。虚拟仿真结果验证了初始设计的可行性，确立了在物理样机设计中需要考虑的要点，为进一步的转动模拟装置的优化设计提供了设计依据。此外还解决了ADAMS仿真中轴承模拟等问题。     

高射频浮动自动步枪动力学仿真研究

建立了某高射频自动步枪虚拟样机模型，系统研究了导气装置结构参数、自动机缓冲簧刚度、复进簧刚度等参数对射频的影响规律。光幕靶测试系统获得的试验结果与仿真结果符合一致，为这种步枪的设计提供了有价值的参考。     

异构双腿行走机器人的联合仿真研究

针对异构双腿行走机器人中的人工腿部分建立了运动学和动力学模型,并建立整个机器人实验平台的三维虚拟样机。在仿真软件ADAMS中对异构双腿行走机器人的运动学方程进行了验证,结合MATLAB的simulink模块对动力学方程及控制系统进行了联合仿真研究。针对机器人在不同的步态要求下的驱动力矩要求提出了一阶p型开闭环迭代学习控制算法,实验结果证明这种控制系统能够很好地追踪关节处的力矩并收敛于理想曲线,联合仿真平台的建立对于复杂机器人的开发具有重要意义。     

周边桁架可展开天线展开过程仿真方法

提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法.利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真.给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性.     

Stewart平台的最优构型设计方法研究

为充分利用Stewart平台安全工作空间范围和提高工程实用性,基于并联机构存在的结构奇异和位形奇异问题,提出了相应的安全机构设计方案。以不含任何特殊性的Stewart平台为研究对象,在考虑结构奇异约束的基础上,提出灵巧性指标,解决了结构参数最优化问题;分析建立Stewart平台的运动学模型,对16种典型极限位姿下的位形分岔奇异性进行了分析,提出安全工作空间验证算法,使整个工作空间内无奇异点;仿真结果表明,最优构型设计方法可以高效地设计出运动性能良好的安全Stewart平台机构。     

机枪刚柔耦合参数化仿真模型及应用

首先对机枪刚柔耦合系统进行了分析,采用一定的假设和简化,计及自动机的大位移运动和土壤抗力的影响,分析了弹性脚架机枪的结构与受力情况.采用模态综合法,将枪管和脚架处理为柔性体,建立了6刚体4柔体的机枪刚柔耦合仿真模型,确定了各部件之间的关系.时机抡刚柔耦合模型进行参教化设计,抽象出部件结构、机构位置、载荷等可变参数.给出了某初枪的刚柔耦合仿真应用实例,分析了其运动学特性及脚架结构参数对枪口精度的影响.     

坦克综合模拟器机动性能仿真研究

为了更逼真的模拟坦克的运动,主要是对坦克综合模拟器机动性能进行仿真研究,首先通过分别对坦克动力传动装置进行分析,优化了发动机,离合器,转向制动等装置的动力学模型,然后建立了用于模拟器的坦克机动性能动力学和运动学仿真模型,并通过特定工况的仿真对建立的模型进行了校验,仿真精度符合要求,得到了令人满意的结果。     

水下滑翔机器人实时仿真平台研究与开发

为检验水下滑翔机器人系统的整体性能及载体在水下的运动学和动力学特性,提出了采用半物理仿真方式建立水下滑翔机器人实时仿真平台的设想.介绍了建立实时仿真平台的硬件结构,并对水下滑翔机器人实时仿真平台的搭建过程作了简要的说明.仿真平台系统包括虚拟水下滑翔机器人系统和虚拟显示系统两部分,其中虚拟显示系统包括:MultiGen Creator建立的三维载体模型和海底地形;Vega生成的实时视景程序;基于MFC的视景仿真程序.     

铁道车辆动力学云平台架构设计及原型验证

现阶段铁道车辆动力学领域的基础仿真软件多为单机模式,基于单机模式开发追赶国外先进仿真软件短时间难以达到,鉴于此,提出一套基于云平台的自主可控的车辆系统动力学软件架构。依据车辆系统动力学理论,依托云服务,搭建拥有自动化流程建模、云计算、后处理分析等功能的平台。在此基础上建立拖车仿真模型,并与SIMPACK仿真计算结果进行对比研究车辆动力学性能,验证平台的可用性和可靠性。平台的实现在一定程度上可以替代常用的铁道车辆动力学软件,可为同类型软件的开发提供参考。     

基于蒙特卡罗模拟的景象匹配性能仿真

提出并实现了基于蒙特卡罗模拟的景象匹配仿真系统,为自动分析模块选择出的景象匹配区提供了验证平台。讨论了实时图的定位和产生方法,并且详细分析了仿真过程。最后利用仿真系统研究了飞行器处于不同的巡航高度时,基准图匹配性能的变化情况。