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第1篇 自动武器动力学1

1.1 自动武器凸轮传动分析的机构单元法1

1.1.1 凸轮的理论轮廓曲线1

1.1.2 机构单元的位移函数、传递比和传动效率2

1.1.3 机构的运动微分方程5

1.2 导气装置的气体动力学6

1.2.1 气室中的气流方程6

1.2.2 气室中的准定常气流方程11

1.3 弹带运动及输弹阻力12

1.3.1 概述12

1.3.2 集中质量--拉伸弹簧模型13

1.3.3 弹性带模型15

1.4 二自由度武器机构动力学19

1.4.1 武器机构及体部运动微分方程的动力耦合19

1.4.2 影响系数αv、βv及γv的确定23

1.4.3 求影响系数αv、βv及γv的示例24

1.4.4 体部运动方程的另一形式28

1.5 二自由度武器机构的撞击29

1.5.1 简单机构的撞击29

1.5.2 二自由度多构件的撞击32

1.5.3 考虑构件有离散的撞击35

1.6 平面运动机构的动力分析37

1.6.1 包含有平面运动构件的微分方程37

1.6.2 方程中系数的计算方法38

1.6.3 二自由度系数中平面运动构件的运动方程42

1.7 二自由度机构动反力及其动力设计44

1.7.1 简单机构的动力反作用力44

1.7.2 多构件机构的动力反作用力45

1.7.3 机构的动力设计46

1.8 凯恩方程在武器机构动力学中的应用53

1.8.1 凯恩方程53

1.8.2 平动机构的分析55

1.8.3 定轴转动机构的分析58

1.8.4 平面运动机构的分析62

第2篇 转管与链式自动机的原理及动力分析65

2.1 转管炮的结构原理65

2.1.1 转管炮的发展概况65

2.1.2 转管炮的结构和动作原理66

2.2 自身能源转管武器原理70

2.2.1 自身能源转管武器工作原理70

2.2.2 首发起动71

2.2.3 点射间的能量储存73

2.2.4 全炮协同动作74

2.3 链式自动炮原理76

2.3.1 链传动装置和机心组77

2.3.2 双路供弹系统79

2.4.1 梯形加速度凸轮的设计81

2.4 转管炮机心凸轮设计及动力分析81

2.3.3 缓冲装置81

2.4.2 正弦形加速度凸轮的设计86

2.4.3 机心组的动力分析91

2.5 外能源转管自动机动力学92

2.5.1 主要机构的结构参量92

2.5.2 自动机运动微分方程94

2.5.3 自动机的数学模拟96

2.6 自身能源转管自动机动力学96

2.6.1 导气式转管自动机结构原理97

2.6.2 旋转驱动部分的结构参量100

2.6.3 自动机的动力学模型101

2.6.4 导气式转管自动机设计若干问题104

2.7 转管自动机炮箱抛物线凸轮的设计104

2.7.1 抛物线凸轮结构参数的稳定104

2.7.2 曲线段设计方案的优选107

2.8.1 转管炮的外弹道特性109

2.8 转管炮外弹道的若干问题109

2.8.2 炮管旋转对初速的影响111

2.8.3 弹轴运动的起始条件及其影响111

2.8.4 炮管偏离旋转轴线的影响113

2.8.5 转管排列锥角与射击位置的确定113

2.8.6 左右射向的修正113

2.8.7 算例114

第3篇 自动武器结构动力学116

3.1 自动武器结构动力学概论116

3.1.1 结构动力学模型概述116

3.1.2 模态分析方法117

3.1.3 结构动态优化设计121

3.1.4 武器振动与射击精度122

3.2 自动武器结构动力学分析方法123

3.2.1 模型建立的基本方法123

3.2.2 动力学模型124

3.2.3 自动武器结构特征值问题125

3.2.4 自动武器的结构响应128

3.3 机枪结构动力学分析129

3.3.1 结构的离散化处理129

3.3.2 架设边界条件的处理133

3.3.3 载荷处理134

3.3.4 机枪动态特性136

3.4 应用模态分析技术求高射自动炮的特征值136

3.4.1 模态分析原理简述136

3.4.2 实验模态分析方法141

3.4.3 对双37mm、高炮进行实验的模态分析144

3.5 应用分枝模态综合法估算机枪低阶模态150

3.5.1 假设及分枝的确定150

3.5.2 分枝模态集151

3.5.3 质量和刚度矩阵152

3.6.1 固有特性灵敏度分析的直接法154

3.6 结构灵敏度分析154

3.6.2 随机激励的响应灵敏度分析156

3.6.3 灵敏度分析在结构动力修改中的应用160

3.7 机枪动态选择性优化设计164

3.7.1 机枪灵敏度分析的目标函数与变量164

3.7.2 机枪灵敏度分析模型及结果165

3.7.3 机枪动态特性优化设计167

3.8 随机扰动对自动武器机械散布的影响171

3.8.1 机械模型及假设171

3.8.2 公式推导172

3.8.3 随机动态选择性174

3.8.4 计算实例177

3.9 自动武器的振动与射击密集度178

3.9.1 射击密集度模型及弹道散步参量178

3.9.2 半约束期的起始扰动181

3.9.3 后效时期的起始扰动184

3.9.4 起始扰动的均值和均方差186

第4篇 自动武器的动态响应力分析189

4.1 自紧身管的应力分析189

4.1.1 自紧身管的应力189

4.1.2 身管热应力分析192

4.1.3 内压和温差条件下的自紧身管应力分析195

4.2 提高身管寿命的措施196

4.2.1 概述196

4.2.2 身管镀铬198

4.2.3 缓蚀添加剂的应用200

4.3 开挖计算在火炮设计中的应用201

4.3.1 开挖问题计算202

4.3.2 厚壁圆筒的开挖计算202

4.4 膛口制退器效率分析206

4.4.1 制退器的气动原理206

4.4.2 制退器效率计算方法209

4.5.1 有限元方程的建立及求解211

4.4.3 计算实例211

4.5 闭锁机构撞击强度分析211

4.5.2 原始参数的确定213

4.5.3 计算实例214

4.6 闭锁机构疲劳寿命分析215

4.6.1 材料的疲劳寿命与应变的关系215

4.6.2 疲劳寿命的分析计算217

4.6.3 计算实例218

4.7 开式链节脱弹过程分析220

4.7.1 脱弹过程的力学模型220

4.7.2 脱弹过程分析223

4.7.3 计算实例226

4.8 抽壳力分析227

4.8.1 基本假设228

4.8.2 弹壳的自由膨胀228

4.8.3 弹壳与弹膛的共同膨胀229

4.8.4 弹壳的弹性恢复230

4.8.5 抽壳力231

4.8.6 抽壳特性232

4.8.7 抽壳力模型的改进236

4.9 螺旋压缩弹簧的动力分析236

4.9.1 簧圈振动方程237

4.9.2 压力波的反射237

4.9.3 相关线239

4.9.4 定解条件241

4.9.5 计算实例242

4.10 导气管式导气装置分析计算243

4.10.1 导管中的气流方程244

4.10.2 初始条件与边界条件的处理248

4.10.3 计算结果的分析249

5.1 现代步兵自动武器的结构特征251

5.1.1 提高使用性能251

第5篇 自动武器的结构设计251

5.1.2 完善总体结构252

5.1.3 增强自动机工作可靠性253

5.2 现代航空自动武器的结构特征255

5.2.1 典型自动工作原理255

5.2.2 典型自动机构256

5.3 现代高射武器的结构特征259

5.3.1 提高战术技术性能259

5.3.2 采用新原理和新结构260

5.4 混合膛线设计262

5.4.1 膛线导转侧力及最佳规律262

5.4.2 等缠角及变缠角膛线特征263

5.4.3 弹带初始削光及自由行程266

5.4.4 混合缠度膛线266

5.5.2 坡膛与弹头的配合计算268

5.5.1 坡膛与弹头配合的要求268

5.5 枪管坡膛设计268

5.5.3 坡膛设计计算实例272

5.6 自动机加速机构设计274

5.6.1 加速机构概述274

5.6.2 加速机构设计275

5.6.3 加速机构传动凸轮型面设计示例276

5.7 平衡机优化设计278

5.7.1 理论计算公式279

5.7.2 优化设计的数学模型280

5.7.3 优化设计方法282

5.7.4 设计实例283

5.8 驻退机优化设计283

5.8.1 理论计算公式283

5.8.2 驻退机优化设计的数学模型286

5.8.3 设计实例287

5.9.2 目标函数的选择288

5.9.1 设计变量的确定288

5.9 瞄准机传动方案优化设计288

5.9.3 约束条件的确定291

5.9.4 优化方法的选择292

5.10 弹链输弹机构传动优化设计292

5.10.1 应用最优控制理论的一般优化设计方法293

5.10.2 凸轮式弹链输弹机构传动优化设计294

5.11 弹匣最小体积设计法300

5.11.1 托弹簧的设计300

5.11.2 托弹簧负荷的选择302

5.11.3 设计实例303

5.12 气体液压式输弹机结构设计305

5.12.1 输弹机设计的依据305

5.12.2 输弹机结构尺寸和气体参量的确定305

5.12.3 输弹机的总体设计308

5.13.1 弹簧最小装配体积设计309

5.13 圆柱螺旋压缩弹簧双目标优化设计309

5.13.2 弹簧最低工作应力设计312

5.13.3 “2.5法”的验证313

5.14 多股圆柱螺旋弹簧设计314

5.14.1 多股簧的特性曲线314

5.14.2 多股簧的应力分析316

5.14.3 多股簧的设计计算320

5.15 平面蜗线弹簧设计322

5.15.1 平面蜗线弹簧的应力分析322

5.15.2 平面蜗线弹簧的示性曲线和刚度325

5.15.3 平面蜗线弹簧的设计326

5.16 摩擦缓冲器设计328

5.16.1 枪机在摩擦缓冲器作用下的运动328

5.16.2 摩擦缓冲器的设计要点332

5.16.3 设计实例333

6.1.1 预测中的数学方法334

6.1 武器系统的综合评估概况334

第6篇 武器的评估334

6.1.2 方案的评估及决策335

6.1.3 模糊数学法在评估中的应用336

6.2 应用模糊数学评估系统的技术338

6.2.1 基础知识338

6.2.2 评估基点338

6.2.3 评估技术339

6.3 利用模糊数学对小高炮进行评估343

6.3.1 确定评判项目344

6.3.2 综合评估346

6.4 应用加权和法讨论步枪综合性能--火力突击性347

6.4.1 步枪的火力突击性347

6.4.2 步枪火力突击性的演变350

6.4.3 班用枪族351

6.4.4 从火力突击性看未来步枪352

6.5.1 航炮对目标的作用效能353

6.5 应用综合指标法评价航炮353

6.5.2 航炮的使用效能357

6.5.3 航炮的发射效能359

6.5.4 航炮的非威力指标359

6.6 高射炮系统的效费分析方法361

6.6.1 系统效费分析的一般方法361

6.6.2 高射炮系统综合效能模型及其计算方法361

6.6.3 计算高射炮系统效能的实例367

6.6.4 费用计算369

6.6.5 效费分析实例结果371

6.7 自动武器可靠性分析与设计372

6.7.1 可靠性模型的建立372

6.7.2 可靠性预计377

6.7.3 可靠性分配379

参考文献384