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面向多平台通用的火炮模块化火力系统总体设计及适配性评估
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作者 单春来 任灿 +3 位作者 高华 杨华实 张凡凡 刘朋科 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期111-121,共11页
针对火炮装备模块化设计中存在的通用模块总体设计不足及适配性评估欠缺的问题,提出一种面向多平台通用的模块化火力系统设计方法。以某大口径火炮为研究对象,采用参数化建模与多级优化算法,构建基于发射动力学的模块化设计流程,开发相... 针对火炮装备模块化设计中存在的通用模块总体设计不足及适配性评估欠缺的问题,提出一种面向多平台通用的模块化火力系统设计方法。以某大口径火炮为研究对象,采用参数化建模与多级优化算法,构建基于发射动力学的模块化设计流程,开发相应的适配性评估方法及工具,并运用该适配性评估工具对某火力系统在四型底盘上的通用性设计进行评估。研究结果表明:履带式底盘可完全适配,轮式底盘需降低装药量,车载式底盘需调座圈位置,两栖式底盘需减重55%以上;该设计流程和评估方法显著提高了火炮装备的仿真和优化设计效率,且对于更多设计变量和工况的同类问题可直接应用,为武器装备模块化设计和优化提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 火炮 模块化 多平台通用 适配性评估 发射动力学
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面向膛炸预警的数字孪生火炮身管发展构想及技术难点
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作者 司东亚 吴斌 +2 位作者 罗天放 李坤 周子鸣 《兵工学报》 北大核心 2025年第S1期73-79,共7页
烧蚀磨损与疲劳裂纹是造成火炮身管失效的关键因素,烧蚀磨损会导致射击精度降低,而疲劳裂纹扩展则会导致身管强度不足继而引发膛炸,对身管发射安全性构成潜在威胁。为此,提出一种基于疲劳断裂仿真的火炮身管孪生模型构建方案,即通过构... 烧蚀磨损与疲劳裂纹是造成火炮身管失效的关键因素,烧蚀磨损会导致射击精度降低,而疲劳裂纹扩展则会导致身管强度不足继而引发膛炸,对身管发射安全性构成潜在威胁。为此,提出一种基于疲劳断裂仿真的火炮身管孪生模型构建方案,即通过构建高保真度的身管几何与有限元模型,并综合考虑高温、高压载荷及其耦合作用,以及涂层、自紧力等结构和制造因素的影响,对疲劳裂纹扩展行为进行仿真模拟,在阐明身管内壁微裂纹扩展规律基础上构建身管数字孪生仿真模型,基于身管外壁面应变的火炮身管健康监测和剩余寿命评估方法为基础,实现身管裂纹扩展损伤参量实时在线检测,该方案可以为最终构建虚实交互的火炮身管数字孪生体奠定基础,也可为预警身管膛炸、实现身管寿命动态预测提供新的技术路径。提出火炮身管数字孪生模型构建关键技术,对其它身管类武器装备开展数字孪生研究具有一定借鉴作用。 展开更多
关键词 火炮身管 疲劳断裂 裂纹扩展 数字孪生 膛炸
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基于仿真计算的某型飞机起落架收放机构的仿真研究 被引量:25
3
作者 朱林 孔凡让 +2 位作者 尹成龙 郭丽 孔晓玲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期26-29,共4页
针对某些飞机出现的起落架失效而导致飞机着陆失败造成机毁人亡的事实,在机构分析的基础上,对现代飞机起落架的工作特点进行了阐述;综合考虑影响起落架工作可靠性的因素,以某型飞机为例,运用计算机仿真的方法模拟起落架的整个收放机构... 针对某些飞机出现的起落架失效而导致飞机着陆失败造成机毁人亡的事实,在机构分析的基础上,对现代飞机起落架的工作特点进行了阐述;综合考虑影响起落架工作可靠性的因素,以某型飞机为例,运用计算机仿真的方法模拟起落架的整个收放机构的工作过程,找出了收放机构中受力最大的构件———连接臂;利用有限元分析的方法,在该连接臂受力最大的时刻对其刚度和强度进行了更深一步的数值模拟,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 仿真 起落架 收放机构 连接臂 FEA
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火炮磁流变后坐阻尼器的设计与可控性分析 被引量:14
4
作者 胡红生 王炅 +2 位作者 蒋学争 李延成 李兆春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期184-188,共5页
以高冲击、高速环境下的某口径火炮反后坐装置为研究对象,讨论了后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响,研究了磁流变阻尼器对火炮后坐运动的控制作用。设计了火炮磁流变后坐阻尼器及冲击试验平台;考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建... 以高冲击、高速环境下的某口径火炮反后坐装置为研究对象,讨论了后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响,研究了磁流变阻尼器对火炮后坐运动的控制作用。设计了火炮磁流变后坐阻尼器及冲击试验平台;考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建立了火炮反后坐装置动力学模型并进行了计算仿真,对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性,并进行了后坐过程半实物仿真控制。试验结果表明设计的长行程火炮用磁流变阻尼器可有效抑制冲击载荷激励作用,为进一步实现火炮后坐力与行程控制的一体化设计和工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 火炮 磁流变后坐阻尼器 冲击载荷 动态特性
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液压式输弹机输弹故障仿真研究 被引量:12
5
作者 李伟 马吉胜 +1 位作者 狄长春 贾长治 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2226-2228,2247,共4页
基于虚拟样机技术,利用三维CAD软件Pro/E和ADAMS软件建立了液压式输弹机的机液一体化虚拟样机。通过静态和动态校核对所建虚拟样机进行了VV&A,验证了所建输弹机虚拟样机的可信度;将其作为故障仿真平台,分析了引起输弹故障的三种影... 基于虚拟样机技术,利用三维CAD软件Pro/E和ADAMS软件建立了液压式输弹机的机液一体化虚拟样机。通过静态和动态校核对所建虚拟样机进行了VV&A,验证了所建输弹机虚拟样机的可信度;将其作为故障仿真平台,分析了引起输弹故障的三种影响因素:油泵转速、蓄能器充气压力和系统调定压力,建立了相应的故障模型并进行了故障仿真;明确了造成输弹机输弹故障的主要原因是蓄能器充气压力与系统调定压力不足,为输弹机的勤务维修提供了理论依据。 展开更多
关键词 输弹机 虚拟样机 液压 故障 仿真
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自行火炮行进间射击动力学研究 被引量:22
6
作者 冯长根 温波 李才葆 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期457-461,共5页
本文根据自行火炮系统的结构及运动特点 ,用多体动力学理论的Kane Huston方法建立了自行火炮的全炮多体系统动力学模型 ,分析了射击时的作用力 ,考虑了行进时地面对车轮及系统的约束作用以及履带对车体振动的影响 ;对该模型在射击力及... 本文根据自行火炮系统的结构及运动特点 ,用多体动力学理论的Kane Huston方法建立了自行火炮的全炮多体系统动力学模型 ,分析了射击时的作用力 ,考虑了行进时地面对车轮及系统的约束作用以及履带对车体振动的影响 ;对该模型在射击力及地面激励作用下的响应进行了计算 。 展开更多
关键词 机械学 自行火炮 行进间射击 多体动力学
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基于多体动力学和有限元方法的三级跳运动人体膝关节冲击损伤分析研究 被引量:7
7
作者 刘同众 朱林 +6 位作者 程曦 彭双双 戚银银 秦义先 尹成龙 章文峰 朱德泉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第17期44-49,57,共7页
为了研究三级跳训练、竞赛对运动员膝关节冲击损伤影响程度,以1名健康男性运动员左膝关节为研究对象,利用膝部CT扫描和磁共振(MRI)相结合的方法,建立了包括股骨、胫骨、腓骨、髌骨以及膝部各主要软骨、韧带在内完整的三维膝关节立体模型... 为了研究三级跳训练、竞赛对运动员膝关节冲击损伤影响程度,以1名健康男性运动员左膝关节为研究对象,利用膝部CT扫描和磁共振(MRI)相结合的方法,建立了包括股骨、胫骨、腓骨、髌骨以及膝部各主要软骨、韧带在内完整的三维膝关节立体模型;采用多体动力学(MDA)与有限元分析(FEA)相结合的方法,计算出三级跳起跑、跳跃、落地全过程运动员膝关节处冲击状态下的应力、应变及位移变化状况。计算显示:在三级跳运动过程中,膝关节胫骨外侧接触区域受到的载荷,发生的位移最大,并随着跳跃和落地的冲击程度增强而变大。这加剧了胫骨部位的磨损程度,因而易诱使运动员膝关节发生骨损伤,计算结果与国外相关文献相比较为一致。结果表明:借助有限元与多体动力学相结合的方法,能够较好地研究三级跳训练和竞赛过程中人体膝关节的冲击振动行为,为膝关节运动损伤开辟了一条新的研究方法,也为膝关节运动损伤的防治提供了一定的参考依据。 展开更多
关键词 膝关节 三级跳 冲击行为 多体动力学 有限元
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一类自行火炮行走部分建模与仿真研究 被引量:13
8
作者 吴大林 马吉胜 +1 位作者 李亚东 田广 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第11期2552-2554,2574,共4页
虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术,它是在计算机上建立样机模型,用数字化样机代替传统的物理样机的一种技术。本文把虚拟样机技术引入履带车辆动力学分析领域,分析了某型自行火炮的结构组成及运动关系,建立了该型自行火炮的虚拟样... 虚拟样机技术又称机械系统动态仿真技术,它是在计算机上建立样机模型,用数字化样机代替传统的物理样机的一种技术。本文把虚拟样机技术引入履带车辆动力学分析领域,分析了某型自行火炮的结构组成及运动关系,建立了该型自行火炮的虚拟样机,并对用到的几个主要力学模型进行了介绍,最后对自行火炮的行驶过程进行了动力学仿真分析。 展开更多
关键词 虚拟样机 自行火炮 动力学 仿真
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车辆转向统一动力学模型及模型跟踪控制 被引量:13
9
作者 张小江 高秀华 王云超 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期173-177,共5页
为将两轴车辆控制算法应用于多轴车辆,该文在多轴转向车辆二自由度动力学模型的基础上,建立了多轴转向车辆和两轴车辆的统一动力学模型;在此统一动力学模型的基础上可通过对任两轴车轮的控制就能实现对多轴转向车辆的控制。同时根据零... 为将两轴车辆控制算法应用于多轴车辆,该文在多轴转向车辆二自由度动力学模型的基础上,建立了多轴转向车辆和两轴车辆的统一动力学模型;在此统一动力学模型的基础上可通过对任两轴车轮的控制就能实现对多轴转向车辆的控制。同时根据零侧偏角控制策略构建了多轴车辆的动力学理想模型;对前轮机械转向和前轮电控转向的多轴转向车辆,分别设计了基于模型跟踪的控制系统并进行了分析。分析结果表明,采用统一动力学模型、零侧偏角控制策略和模型跟踪控制方法,控制系统调整方便且较易实现,也能达到理想的控制效果。 展开更多
关键词 车辆 转向 动力学模型 零侧偏角 模型跟踪控制
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行进间发射平顺性研究 被引量:9
10
作者 闵建平 杨国来 +1 位作者 王长武 陈运生 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 2000年第4期326-329,共4页
该文研究了自行火炮在行进间发射时的行驶平顺性问题。用Kane方法建立了自行火炮行进间发射时的动力学方程 ,并编制了计算机软件 ,对某自行火炮在随机路面上作行进间射击进行了仿真 ,预测了该武器系统的动态特性 ,分析了武器系统行进间... 该文研究了自行火炮在行进间发射时的行驶平顺性问题。用Kane方法建立了自行火炮行进间发射时的动力学方程 ,并编制了计算机软件 ,对某自行火炮在随机路面上作行进间射击进行了仿真 ,预测了该武器系统的动态特性 ,分析了武器系统行进间发射时的行驶平顺性 ,并提出了改善其平顺性的措施 ,对该系统的结构设计和实际使用均有参考价值。 展开更多
关键词 自行火炮 平顺性 动态特性 路面谱 行进间发射
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基于虚拟样机技术的某型火炮开闩过程动力学特性研究 被引量:14
11
作者 杜中华 王兴贵 马吉胜 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期123-126,共4页
借助动力学仿真软件ADAMS建立了以外挂子程序和多碰撞为特征的某型火炮的开闩模型,研究了火炮开闩过程中的动力学特性,尤其是开闩碰撞力的变化规律及其影响。该模型去除了传统火炮设计中采用的撞击动作瞬间完成的假设,使计算结果更加符... 借助动力学仿真软件ADAMS建立了以外挂子程序和多碰撞为特征的某型火炮的开闩模型,研究了火炮开闩过程中的动力学特性,尤其是开闩碰撞力的变化规律及其影响。该模型去除了传统火炮设计中采用的撞击动作瞬间完成的假设,使计算结果更加符合实际,为深入研究火炮动力学问题提供了参考。 展开更多
关键词 虚拟样机 ADAMS 火炮开闩过程 动力学特性
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基于油液分析的自行火炮发动机磨损状态监测研究 被引量:7
12
作者 任国全 郑海起 +1 位作者 张英堂 栾军英 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期6-9,共4页
本文提出了一种基于油液光谱分析技术的发动机磨损故障诊断方法 ,该方法主要包括用于监测润滑油中磨损金属颗粒浓度变化的模型 ,并制定了各主要磨损金属元素的浓度和梯度界限值 ,并将其分为三个层次 ,同时建立了发动机磨损状态监测的模... 本文提出了一种基于油液光谱分析技术的发动机磨损故障诊断方法 ,该方法主要包括用于监测润滑油中磨损金属颗粒浓度变化的模型 ,并制定了各主要磨损金属元素的浓度和梯度界限值 ,并将其分为三个层次 ,同时建立了发动机磨损状态监测的模糊综合评判模型 ,改善过去仅仅依靠浓度界限值和梯度界限值评判发动机工作状态的局限性。 展开更多
关键词 油液分析 摩擦磨损 模糊评判 状态监测 自行火炮
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某全闭环操瞄系统的火炮身管指向控制研究 被引量:6
13
作者 李伟 杨刚 +1 位作者 陈腾飞 韩崇伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1811-1818,共8页
某履带式自行火炮的操瞄系统采用捷联惯导系统(SINS)测量火炮身管指向进行瞄准,使得高低伺服和方向伺服存在控制耦合,瞄准性能易受车体姿态影响。根据车体坐标系下的全闭环操瞄系统控制模型,对被控模型进行等效变换,得到平动坐标系下含... 某履带式自行火炮的操瞄系统采用捷联惯导系统(SINS)测量火炮身管指向进行瞄准,使得高低伺服和方向伺服存在控制耦合,瞄准性能易受车体姿态影响。根据车体坐标系下的全闭环操瞄系统控制模型,对被控模型进行等效变换,得到平动坐标系下含非匹配不确定干扰的伺服被控模型,将原有的耦合干扰、建模误差等转换为各伺服分系统的外扰,分别对伺服分系统设计自抗扰控制器。自抗扰控制器可对外扰进行观测,并在非线性状态误差反馈控制器中进行补偿,克服外扰造成的伺服系统超调。在车体初始姿态分别为水平和倾斜6°条件下进行仿真,结果表明:与采用自适应滑模变结构控制相比,采用自抗扰控制策略的伺服瞄准系统实现了平稳、精确瞄准,超调小,有效地抑制了非匹配不确定干扰,且控制器输出平滑。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 自行火炮 捷联惯导系统 伺服系统 非匹配不确定 自抗扰控制
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无人炮塔火力线跟踪神经滑模控制 被引量:6
14
作者 田建辉 钱林方 +1 位作者 徐亚栋 陈龙淼 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期641-645,共5页
针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径... 针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径向基函数神经网络自适应地补偿系统摄动和冲击干扰,保证滑模控制在滑模面的运动。应用李亚普诺夫稳定性判据证明了控制器稳定性和火力线跟踪误差收敛性。仿真结果表明,通过神经网络的在线学习实现了火力线位置精确和鲁棒跟踪,并充分抑制了滑模控制中的抖振现象。该方法是有效的。 展开更多
关键词 自动控制技术 火炮技术 无人炮塔 火力线 跟踪控制 非奇异终端滑模控制 神经网络
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行进间射击时的动力学研究 被引量:13
15
作者 闵建平 谭俊杰 李剑峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期88-90,共3页
本文研究了自行火炮在行进间发射时的动力学问题。用拉格朗日方法建立了自行火炮行进间发射时的动力学方程 ,并编制了计算机软件 ,对某自行火炮在随机路面上作行进间射击进行了仿真 ,预测了该武器系统的动力学特性和动态响应 。
关键词 动力学特性 自行火炮 拉格朗日法 结构设计
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自行火炮作战效能分析与模糊综合评价 被引量:8
16
作者 陈明 孙波 +1 位作者 荣奎 刘开刚 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第S2期187-188,191,共3页
自行火炮以其机动性强,火力反应快,防护性能好,成为炮兵的重要组成部分和机动作战的骨干力量,但由于自身的复杂性和作战应用的多样性,其作战效能受多方面的因素影响,运用层次分析法确定影响作战效能的指标权重系数,结合模糊综合评价方... 自行火炮以其机动性强,火力反应快,防护性能好,成为炮兵的重要组成部分和机动作战的骨干力量,但由于自身的复杂性和作战应用的多样性,其作战效能受多方面的因素影响,运用层次分析法确定影响作战效能的指标权重系数,结合模糊综合评价方法将子效能合并成整体体系效能,由此实现自行火炮作战效能的定量化评估。 展开更多
关键词 层次分析 模糊评价 效能 权重
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基于JACK的某自行高炮乘员舱人机工效评估 被引量:14
17
作者 王华亭 田宇 +2 位作者 程广伟 王普毅 汪立国 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第2期63-66,共4页
运用JACK软件的工效评估功能,创建了P5、P50、P95我国成年男性人体模型,将某自行高炮乘员舱UG优化模型导入到JACK中,对舱内乘员座椅、操控台、方向机、高低机、车长镜和行军固定器进行了工效评估。通过评估,指出了原设计中的一些不合理... 运用JACK软件的工效评估功能,创建了P5、P50、P95我国成年男性人体模型,将某自行高炮乘员舱UG优化模型导入到JACK中,对舱内乘员座椅、操控台、方向机、高低机、车长镜和行军固定器进行了工效评估。通过评估,指出了原设计中的一些不合理之处,提出了改进措施,解决了自行高炮乘员舱缺乏可靠的人机工效评估的问题。 展开更多
关键词 自行高炮 人机工效 JACK软件 人体模型
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基于ADAMS的自动机动力学建模与仿真 被引量:13
18
作者 李杰仁 马吉胜 +1 位作者 陈明 郑海起 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第10期246-249,共4页
在某型高炮自动机的研究中,针对自动机发射控制的准确性,利用Pro/E和ADAMS软件建立自动机的虚拟样机模型,通过仿真结果与物理样机实测数据比较,证明所建虚拟样机的可信性。重点对自动机闩体系统的动力学特性进行了仿真分析,得到了满意... 在某型高炮自动机的研究中,针对自动机发射控制的准确性,利用Pro/E和ADAMS软件建立自动机的虚拟样机模型,通过仿真结果与物理样机实测数据比较,证明所建虚拟样机的可信性。重点对自动机闩体系统的动力学特性进行了仿真分析,得到了满意的结果,并研究了结构参数变化对火炮性能的影响,证实了引入虚拟样机技术对高炮自动机进行研究分析的可行性和优越性,并为进一步的设计工作提供了依据。 展开更多
关键词 虚拟样机 自动机 闩体 动力学仿真
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自行火炮行进间发射动力学研究 被引量:6
19
作者 刘飞飞 芮筱亭 +1 位作者 于海龙 张建书 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期380-385,共6页
对自行火炮行进间射击发射动力学进行了深入研究,建立了弹炮耦合的自行火炮系统发射动力学模型。应用多体系统传递矩阵法和总传递方程自动推导定理,推导了自行火炮行进间射击动力学方程;推导了弹丸发射动力学方程,编制了自行火炮发射动... 对自行火炮行进间射击发射动力学进行了深入研究,建立了弹炮耦合的自行火炮系统发射动力学模型。应用多体系统传递矩阵法和总传递方程自动推导定理,推导了自行火炮行进间射击动力学方程;推导了弹丸发射动力学方程,编制了自行火炮发射动力学仿真程序,仿真获得了自行火炮行进间射击弹丸膛内运动规律、弹丸起始扰动、自行火炮系统动力学和密集度等,部分仿真结果得到试验验证,研究结果为提高自行火炮行进间射击精度提供了理论基础与仿真手段。 展开更多
关键词 发射动力学 多体系统 行进间射击 射击精度 起始扰动
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某型履带式自行火炮直线行驶性能仿真研究 被引量:6
20
作者 吴大林 马吉胜 +1 位作者 黄泽平 高新东 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1008-1010,共3页
采用计算机仿真技术,建立某型履带车辆的虚拟样机,对履带车辆的直线行驶性能进行了仿真研究。首先利用ADAMS仿真软件建立其虚拟样机,并通过与设计数据比较对样机进行初步验证;然后通过行驶仿真试验测得行驶阻力系数,同时得到了车速与路... 采用计算机仿真技术,建立某型履带车辆的虚拟样机,对履带车辆的直线行驶性能进行了仿真研究。首先利用ADAMS仿真软件建立其虚拟样机,并通过与设计数据比较对样机进行初步验证;然后通过行驶仿真试验测得行驶阻力系数,同时得到了车速与路面条件对履带车辆行驶性能的影响规律,确定了履带车辆在各种路面行驶的合理车速;最后,以履带车辆通过2.5m宽壕沟为例,研究了履带车辆在克服各种障碍时的动力学性能。结果表明,应用履带车辆虚拟样机,履带车辆行驶过程中的动力学性能可以得到很好的预测。 展开更多
关键词 多体仿真 履带车辆 虚拟样机 行驶性能
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