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磁流变冲击阻尼器在火炮反后坐装置中的应用研究

作　者: 李良军
导　师: 王炅
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 磁流变液 磁流变阻尼器 后坐装置 动态仿真 有限元分析
分类号: TJ303
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 6次
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内容摘要


作为一种新型智能材料，磁流变液被广泛用于振动和冲击控制中，并且已经在很多领域取得了成功。但是，到目前很少有人涉足磁流变阻尼器在武器系统中的应用研究。为了研究磁流变阻尼器对火炮后坐的控制作用，本文主要完成以下几个方面的工作：(1)以传统的火炮后坐装置为基础，建立了火炮后坐部分后坐过程动态分析模型，以某型号火炮参数为基础进行了计算机仿真，并讨论了火炮后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响。(2)介绍了磁流变液性能及其技术，选择Bingham模型，推导了阻尼力计算公式，引用流体力学相关知识对计算公式进行修正，建立了冲击载荷下磁流变阻尼器非线性模型。(3)介绍了一种磁流变冲击阻尼器设计的步骤并以某型号火炮为基础，进行了应用到火炮反后坐装置中的磁流变冲击阻尼器设计。针对火炮磁流变阻尼器反后坐装置进行了后坐过程仿真、开环控制、ON-OFF控制和模糊控制仿真。(4)采用有限元方法对磁流变阻尼器的磁路进行了模拟分析，并对考虑漏磁和不考虑漏磁两种模型的分析结果进行了比较，提出了通过改进阻尼通道结构提高磁场强度的方法，并对各种改进措施仿真结果进行了比较。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 磁流变反后坐装置技术原理  7
  1.2 磁流变技术在自动武器中的应用前景  7-9
  1.3 磁流变阻尼器用于抗冲击国内外研究现状  9-10
  1.4 课题的背景和研究意义  10
  1.5 课题当前的主要工作和本文的主要内容  10-12
第二章 火炮传统反后坐装置后坐过程仿真  12-23
  2.1 火炮后坐部分受力分析  12-16
    2.1.1 炮膛合力F_(pt)的计算  13-14
    2.2.2 驻退机力 F_(φh)的计算  14-15
    2.1.3 复进机力F_f的计算  15
    2.1.4 密封装置的摩擦力 F的计算  15-16
    2.1.5 摇架导轨上的总摩擦力F_T的计算  16
  2.2 火炮后坐过程的计算机仿真  16-21
  2.3 节制杆式驻退机对火炮后坐阻力的控制  21
  2.4 后坐阻力对火炮性能的影响  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 磁流变技术及磁流变冲击阻尼器建模  23-42
  3.1 磁流变液及磁流变效应  23
  3.2 磁流变液的性能  23-26
    3.2.1 屈服应力  24-25
    3.2.2 磁特性  25
    3.2.3 沉降稳定性  25-26
    3.2.4 粘度  26
    3.2.5 响应时间  26
    3.2.6 温度对磁流变液性能的影响  26
  3.3 磁流变装置的工作模式  26-27
  3.4 磁流变液器件的工程应用  27-29
  3.5 冲击载荷下磁流变阻尼器应用的可行性  29-31
  3.6 冲击载荷下磁流变阻尼器建模  31-40
    3.6.1 阻尼力计算模型的选择  31
    3.6.2 磁流变阻尼器阻尼力推导  31-36
    3.6.3 磁流变阻尼器阻尼力的修正  36-40
    3.6.4 模型参数对阻尼器阻尼力的影响  40
  3.7 磁流变阻尼器可控性分析  40-41
  3.8 本章小结  41-42
第四章 磁流变反后坐装置的建模和控制  42-64
  4.1 火炮磁流变反后坐装置建模  42
  4.2 火炮反后坐装置磁流变冲击阻尼器设计  42-47
    4.2.1 磁流变冲击阻尼器设计步骤及参数确定  42-44
    4.2.2 磁流变冲击阻尼器的磁路设计  44-46
    4.2.3 磁流变冲击阻尼器强度较核  46-47
  4.3 火炮磁流变反后坐装置后坐过程仿真  47-53
  4.4 火炮磁流变反后坐装置控制方法  53-63
    4.4.1 基于开环的火炮后坐控制策略及其仿真  54-55
    4.4.2 简单的 ON-OFF火炮后坐控制策略及其仿真  55-58
    4.4.3 火炮后坐模糊控制策略及其仿真  58-63
  4.5 本章小结  63-64
第五章 磁流变阻尼器磁路的有限元分析  64-79
  5.1 有限单元法  64
  5.2 ANSYS软件及其分析过程  64-66
  5.3 磁路有限元分析  66-74
    5.3.1 ANSYS磁场分析的类型  66
    5.3.2 磁流变阻尼器的磁路分析  66-70
    5.3.3 忽略漏磁的阻尼器磁路分析  70-72
    5.3.4 阻尼器磁路设计的改进  72-74
  5.4 磁轭形状对阻尼通道磁场强度的影响  74-78
  5.5 本章小结  78-79
总结与展望  79-81
  总结  79-80
  论文的创新点  80
  展望  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-85

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火炮 > 一般性问题 > 结构
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