新型全柔順直線導向與緩衝機構設計理論與方法研究

《新型全柔順直線導向與緩衝機構設計理論與方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由洪華傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型全柔順直線導向與緩衝機構設計理論與方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：洪華傑
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

由於武器射擊存在高頻率後坐力，現代軍事裝備往往需要抗連續大衝擊載荷的直線緩衝裝置。傳統緩衝機構一般由滑軌、彈簧和阻尼器等構成，體積較大、裝配關係較為複雜，已逐步適應不了現代化裝備高集成度、小型化和輕量化的發展需求。近些年來，國內外相關研究機構致力於基於新型材料的阻尼器研究，但開發的多種抗連續衝擊載荷緩衝裝置，依然以彈簧和阻尼等元件的裝配結構形式為主。本項目立足於大行程、高直線導向精度和抗連續大衝擊載荷的套用需求，以全柔順機構的最佳化設計理論、連續大衝擊誘導的抗疲勞失效設計理論和多介質耦合動力學建模理論等關鍵技術為突破點，研究新型全柔順直線導向與緩衝機構設計的理論與方法，研製抗連續大衝擊作用的無裝配、阻尼可控的緩衝裝置，構建緩衝機構性能測試評估系統。項目成果將能夠降低緩衝裝置以及承載體的體積、重量和製造成本，對於現代軍事裝備建設具有重要意義。

結題摘要

項目立足於大行程、高直線導向精度的抗連續衝擊載荷套用需求，開展了以直線導向型柔順機構和磁流變主動阻尼的集成最佳化設計為主線的研究工作。構建基於回響特性約束的緩衝最佳化目標模型，求解滿足需求的最佳化參數，為剛度和阻尼最佳化設計提供理論指導；研究了常見直線導向機構剛度計算方法，並以此為基礎分析了所設計的改進型Roberts與多摺疊柔順梁直線指向機構的剛度，完善了柔順直線導向機構的結構拓撲設計方法；構建了緩衝機構動力學耦合模型，通過靈敏度分析指出參數對動力性能的影響規律；探索了立體式直線導向機構的設計方法，並進行了初步的設計計算；研究主動阻尼理論和設計方法，研究了一種線圈外置式的磁流變阻尼器，分析了主動阻尼的力學模型與控制方法；綜合上述研究成果，研製了平面式柔順緩衝機構和磁流變阻尼器樣機；搭建了樣機實驗測試系統、開發了測試軟體。所研究的樣機系統已經在“××項目”進行了試用，完成初期外場試驗考核任務。