基于代理模型的自动机闩体疲劳寿命预测方法研究

1

作者 杨高伟 李勇 +3 位作者 王开政 田楠 刘镔 李焕斌 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第5期44-50,共7页

为了准确预测自动机闩体的疲劳寿命,提出了一种基于代理模型的自动机闩体疲劳寿命预测方法。利用正交试验法构建闩体模型,运用有限元法、名义应力法和极差分析法进行闩体结构参数对闩体疲劳寿命的灵敏度分析,其次对闩体结构参数进行拉... 为了准确预测自动机闩体的疲劳寿命,提出了一种基于代理模型的自动机闩体疲劳寿命预测方法。利用正交试验法构建闩体模型,运用有限元法、名义应力法和极差分析法进行闩体结构参数对闩体疲劳寿命的灵敏度分析,其次对闩体结构参数进行拉丁超立方采样,重新构建闩体结构参数样本,并进行闩体疲劳寿命仿真计算。采用最小二乘法将闩体仿真样本的结构参数值与对应的疲劳寿命仿真计算值进行拟合并求解多项式系数,建立自动机闩体疲劳寿命预测二次多项式响应面模型。以某自动机闩体为例,对构建的代理模型和提出的方法进行了验证,表明该方法能够有效预测闩体疲劳寿命,为自动机闩体疲劳寿命预测和结构优化设计提供了一定参考。 展开更多

关键词 自动机闩体 疲劳寿命预测方法 代理模型 正交试验 灵敏度分析 拉丁超立方采样

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基于改进CNN-LSTM的开关闩故障诊断方法

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作者 高振华 秦奋起 +1 位作者 王琳琳 于存贵 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期49-58,共10页

针对某舰炮开关闩机构关重件磨损和弹簧弹性减弱两类典型故障模式,传统故障诊断方法主要依赖于人工检查、专家经验推理和理论仿真等方法,不仅时间周期较长,而且诊断精度难以保证。针对此问题,采用深度学习的方法,提出一种基于麻雀搜索算... 针对某舰炮开关闩机构关重件磨损和弹簧弹性减弱两类典型故障模式,传统故障诊断方法主要依赖于人工检查、专家经验推理和理论仿真等方法,不仅时间周期较长,而且诊断精度难以保证。针对此问题,采用深度学习的方法,提出一种基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)的格拉姆角场结合卷积神经网络和长短期记忆神经网络(Graham Angle Field-Convolutional Neural Network-Long Short-Term Memory,GAF-CNN-LSTM)的开关闩故障诊断方法。通过试验台架采集开关闩机构故障原始信号并进行预处理,通过时频分析法和格拉姆角场法建立一维时序数据和二维图像故障数据集;将故障数据集分别输入到使用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)通道中,利用CNN强大的空间特征提取能力和LSTM挖掘数据时序特征能力进行特征提取,并将二者得到的特征信息进行融合,在全连接层和激活函数的作用下输出诊断结果;通过SSA对GAF-CNN-LSTM网络结构中的超参数进行优化,提高模型的诊断精度和适用性。经测试数据验证:提出的SSA-GAF-CNN-LSTM故障诊断模型不仅可以更精准地诊断开关闩机构故障类型,而且具有更强的泛化能力及抗干扰能力,有效地提高了开关闩机构故障诊断的性能。 展开更多

关键词 故障诊断 开关闩机构 深度学习算法 群体智能优化算法 格拉姆角场

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基于激光选区熔化技术炮闩击发推杆应急构型设计

3

作者 贾长治 沈晓龙 +3 位作者 程阳洋 宜亚丽 吴萌蕾 金贺荣 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3044-3055,共12页

针对战时利用激光选区熔化技术直接制备炮闩原件存在制造时间较长的问题,提出一种基于激光选区熔化技术的炮闩击发推杆应急构型设计方法。采用有限元仿真技术和冲击试验,研究点阵结构的抗冲击性能以及点阵结构应用于应急构型设计的可行... 针对战时利用激光选区熔化技术直接制备炮闩原件存在制造时间较长的问题,提出一种基于激光选区熔化技术的炮闩击发推杆应急构型设计方法。采用有限元仿真技术和冲击试验,研究点阵结构的抗冲击性能以及点阵结构应用于应急构型设计的可行性。通过静力学仿真方法设计分体式击发推杆应急构型,设计力学性能试验校验其力学性能和服役性能是否满足使用要求。研究结果表明:体心立方(Body-Centered Cubic,BCC)、加Z向杆的体心立方(Body-Centered Cubic with Z-rod,BCC_Z)、面心立方(Face-Centred Cubic,F_(2) CC)、加Z向杆的面心立方(Face-Centered Cubic with Z-rod,F_(2) CC_Z)4种点阵结构中,BCC_Z综合性能更优异,抗冲击性能较好;与原击发推杆相比,应急构型击发推杆制造时间减少21.56%,体积缩减25.65%,最大冲击载荷降低32.14%,完成100次反复开关闩实装测试实验后应急构型击发推杆表面无明显磨损,具有良好的服役性能,能够满足使用要求,验证了用于战场抢修需求的应急构型击发推杆设计方法的有效性。 展开更多

关键词 炮闩 击发推杆 激光选区熔化技术 点阵结构 应急制造

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ADAMS的某自行火炮自动开闩及抽筒过程动力学分析 被引量：6

4

作者 化斌斌 马吉胜 +2 位作者 赵思源 苏光 张小嘎 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第7期157-159,163,共4页

在某型自行火炮炮身的研究中,利用Pro/E和ADAMS软件建立了炮身虚拟样机模型,完成了后坐复进和自动开闩以及抽筒的动作仿真。通过动力学分析获得了全装药射击条件下的仿真结果,与试验实测结果进行比较,证明所建虚拟样机是可信的,并重点... 在某型自行火炮炮身的研究中,利用Pro/E和ADAMS软件建立了炮身虚拟样机模型,完成了后坐复进和自动开闩以及抽筒的动作仿真。通过动力学分析获得了全装药射击条件下的仿真结果,与试验实测结果进行比较,证明所建虚拟样机是可信的,并重点对自动开闩以及抽筒过程的动力学特性进行了研究,为疲劳寿命以及可靠性分析研究提供了有力的支持。 展开更多

关键词 虚拟样机 炮身 闩体 抽筒子

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基于裂纹形成及扩展的火炮闩体寿命研究 被引量：5

5

作者 李魁武 宁变芳 +2 位作者 曾志银 王在森 张军岭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期289-293,共5页

某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,... 某自动武器定型试验实弹射击累计523发时,静检发现闩体出现约1 mm深裂纹,为了判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,考虑闩体实际加工表面粗糙度对疲劳寿命的影响,计算总体寿命不小于1 650发,可满足闩体的设计要求。同时,对闩体疲劳裂纹形成的影响因素进行了分析,根据分析计算结果,采取了减小闩体局部表面粗糙度措施,使该火炮闩体寿命提高到1 800发以上。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 闩体 疲劳裂纹 疲劳裂纹形成寿命 疲劳裂纹扩展寿命

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闭锁机导引倾角对转管武器性能的影响 被引量：7

6

作者 杨臻 胥勇清 胡江 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2006年第2期6-10,共5页

运用ADAMS/View仿真软件建立了某外能源转管机枪的动力学模型,通过对比在不同闭锁机导引倾角时机心匣与闭锁机之间作用力的变化曲线,得到了适当减小此闭锁机导引倾角有利于改善转管武器机构受力、提高武器使用寿命和降低电机功率的结论... 运用ADAMS/View仿真软件建立了某外能源转管机枪的动力学模型,通过对比在不同闭锁机导引倾角时机心匣与闭锁机之间作用力的变化曲线,得到了适当减小此闭锁机导引倾角有利于改善转管武器机构受力、提高武器使用寿命和降低电机功率的结论。根据仿真结果对闭锁机结构进行了优化设计,大大降低了样机的故障率。最后通过对比试验验证了分析结论的正确性。 展开更多

关键词 机械学 闭锁机 外能源 转管机枪

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冲击载荷下身管延伸体改进设计及疲劳寿命研究 被引量：3

7

作者 杨雕 刘源远 +2 位作者 黄少保 宁变芳 刘朋科 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2020年第1期84-88,共5页

某小口径火炮身管延伸体在射击过程中多次出现开裂故障,导致其使用寿命无法满足指标要求。针对这一问题,基于大量的材料试验,考虑火药燃气压力的真实载荷传递路径,对系统冲击动态响应及疲劳寿命进行仿真,得到裂纹萌生寿命及位置与试验... 某小口径火炮身管延伸体在射击过程中多次出现开裂故障,导致其使用寿命无法满足指标要求。针对这一问题,基于大量的材料试验,考虑火药燃气压力的真实载荷传递路径,对系统冲击动态响应及疲劳寿命进行仿真,得到裂纹萌生寿命及位置与试验破坏现象基本一致。经结构局部改进,预测裂纹萌生寿命由500发左右提高到4 000发以上。研制了模拟冲击试验系统,对改进后结构进行了模拟冲击加载试验及实弹射击寿命试验。模拟冲击试验中,4 300次循环后萌生裂纹;实弹射击中,3 000发考核仍未出现裂纹。一次改进达到指标要求,验证了理论分析的准确性及改进措施的有效性。 展开更多

关键词 身管延伸体 闩体 闭锁齿 动态强度 疲劳寿命

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金属橡胶构件在某自行火炮闩体挡杆中的应用研究 被引量：1

8

作者 李宇明 郑坚 +1 位作者 白鸿柏 彭威 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期666-668,共3页

本文阐述了金属橡胶优良的缓冲减振性能 ,结合用金属橡胶构件取代某自行火炮闩体挡杆橡胶缓冲件的实例 ,推导出金属橡胶构件耗能减振的机理 ,最后通过对两种缓冲件的对比试验 。

关键词 火炮 减振性能 缓冲 实例 对比试验 取代 构件 验证

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某型坦克技术状况在线检测系统研究 被引量：4

9

作者 郭英 徐振辉 罗建华 《国外电子测量技术》 2010年第12期35-38,共4页

为了准确评估坦克武器系统的技术状态,需要对能反映武器系统各部件关键性能的综合性指标进行检测。在虚拟仪器技术的基础上,对坦克武器系统炮闩、反后坐装置的检测进行了设计和研究。采用并行测试思想,设计了人工后坐及瞄准机功能综合... 为了准确评估坦克武器系统的技术状态,需要对能反映武器系统各部件关键性能的综合性指标进行检测。在虚拟仪器技术的基础上,对坦克武器系统炮闩、反后坐装置的检测进行了设计和研究。采用并行测试思想,设计了人工后坐及瞄准机功能综合检测装置。系统硬件部分包括火炮动作激励平台、PXI主控平台、串口通信及单片机模块。系统软件部分基于Lab Windows/CVI虚拟仪器开发环境,运用多线程技术、数据库技术和模块化的设计思想实现检测功能。试验证明该系统能够准确检测坦克复进过程中的各动态技术指标,为装备日常维护保养和临战技术状况检查提供了有力的技术途径。 展开更多

关键词 不解体检测 技术指标 反后坐装置 复进机

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某型炮闩系统关重件可靠性强化试验仿真研究 被引量：1

10

作者 杨艳峰 郑坚 +1 位作者 狄长春 贾立军 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2011年第4期9-12,共4页

针对炮闩系统可靠性薄弱环节无法在短时间内暴露的问题,提出对炮闩系统进行可靠性强化试验。主要以炮闩系统关重件—挡弹机构为对象,分析了其失效机理,研究了实施强化试验的具体技术途径。基于ADAMS建立了整个炮闩系统的虚拟样机,对挡... 针对炮闩系统可靠性薄弱环节无法在短时间内暴露的问题,提出对炮闩系统进行可靠性强化试验。主要以炮闩系统关重件—挡弹机构为对象,分析了其失效机理,研究了实施强化试验的具体技术途径。基于ADAMS建立了整个炮闩系统的虚拟样机,对挡弹机构实施可靠性强化试验,推导了强化系数计算公式。最终,得到了挡弹机构分别在正常工况和强化条件下构件间载荷谱和相对运动速度谱,以及强化系数。研究结果为实际可靠性强化试验提供参考。 展开更多

关键词 计算机应用 强化试验 炮闩系统 虚拟样机 磨损

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某大口径火炮复进开闩阻力动力学分析 被引量：1

11

作者 付帅 顾克秋 张俊飞 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第4期19-23,29,共6页

大口径火炮自动开闩时开闩凸轮会与开闩板产生严重碰撞,不同情况下碰撞开闩阻力也不同。建立的简单开闩数学模型和理论关闩簧力的计算为解决炮闩机构中的其他问题提供参考,以虚拟样机软件ADAMS为工具,建立火炮开闩动力学刚体模型,研究... 大口径火炮自动开闩时开闩凸轮会与开闩板产生严重碰撞,不同情况下碰撞开闩阻力也不同。建立的简单开闩数学模型和理论关闩簧力的计算为解决炮闩机构中的其他问题提供参考,以虚拟样机软件ADAMS为工具,建立火炮开闩动力学刚体模型,研究不同工况下开闩阻力特性及复进速度,研究不同抽壳阻力对开闩阻力的影响关系,分析复进合力,为准确研究开闩阻力特性提供依据,对研究火炮的复进稳定性具有重要意义。 展开更多

关键词 机械学 数学模型 动力学 开闩阻力 抽壳速度

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改进的速度矩阵法在火炮动力学上的应用研究 被引量：2

12

作者 郭保全 侯宏花 潘玉田 《华北工学院学报》 2002年第1期50-55,共6页

目的　使速度矩阵法在火炮动力学上的应用更完善 .方法　将传统的火炮动力学理论与速度矩阵法结合起来 ,对速度矩阵法进行了改进 .结果　得到了改进的速度矩阵法动力学方程组 .

关键词 速度矩阵 火炮 动力学 炮闩运动

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双门式炮闩膨胀波火炮内弹道建模与仿真 被引量：1

13

作者 支建庄 郑坚 +1 位作者 狄长春 白文雅 《军械工程学院学报》 2009年第2期24-27,共4页

根据膨胀波火炮的发射原理，针对两种不同开闩方式分别进行讨论，着重对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行内弹道建模与仿真，并将仿真结果与同型号常规封闭火炮的内弹道性能进行对比。结果表明，在相同装填条件下，膨胀波火炮在... 根据膨胀波火炮的发射原理，针对两种不同开闩方式分别进行讨论，着重对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行内弹道建模与仿真，并将仿真结果与同型号常规封闭火炮的内弹道性能进行对比。结果表明，在相同装填条件下，膨胀波火炮在不影响弹丸初速的前提下能大幅度减小火炮后坐冲量和身管温度。 展开更多

关键词 膨胀波火炮 开闩方式 内弹道 数值仿真

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基于虚拟样机的炮闩故障仿真研究 被引量：2

14

作者 杨艳峰 狄长春 +2 位作者 杜中华 张亮 陈国乐 《机械工程师》 2015年第11期178-180,共3页

为了确定某型炮闩故障发生时机,将虚拟样机技术应用到故障研究中,对由挡弹机构零件磨损造成的抽筒故障进行仿真分析。依据挡弹机构的结构动作分析了抽筒故障发生的机理;而后基于Pro/E和ADAMS建立了炮闩的虚拟样机和故障模型,通过将不同... 为了确定某型炮闩故障发生时机,将虚拟样机技术应用到故障研究中,对由挡弹机构零件磨损造成的抽筒故障进行仿真分析。依据挡弹机构的结构动作分析了抽筒故障发生的机理;而后基于Pro/E和ADAMS建立了炮闩的虚拟样机和故障模型,通过将不同层面的故障模式注入样机中来进行抽筒过程仿真,得到了抽筒故障发生的时机为挡弹机构零件磨损3.45 mm。仿真结果为零件寿命预测与故障预防提供了依据。 展开更多

关键词 故障仿真 故障注入 炮闩 虚拟样机

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火炮炮闩系统试验装置设计与动力学仿真分析

15

作者 杨艳峰 郑坚 +1 位作者 狄长春 陈敬文 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第11期247-249,252,共4页

为提高火炮炮闩系统理论研究的可信度,开展了炮闩系统试验装置设计与分析。基于虚拟样机技术建立了试验装置动力学原理模型,并进一步分析了试验装置关键参数—开闩距离对试验装置动力学参数的影响规律。在开闩力取1000N、开闩质量取100k... 为提高火炮炮闩系统理论研究的可信度,开展了炮闩系统试验装置设计与分析。基于虚拟样机技术建立了试验装置动力学原理模型,并进一步分析了试验装置关键参数—开闩距离对试验装置动力学参数的影响规律。在开闩力取1000N、开闩质量取100kg条件下,基于试验装置原理模型分别对开闩距离取200mm、250mm、300mm、350mm、400mm时进行仿真试验,结果表明:除前两种开闩距离下未开闩,其余距离下皆可实现开闩,即开闩距离越大,越容易实现开闩;开闩过程中外力所做总功和有用功不断增加,但做功效率降低,即开闩过程损失的能量增加。开闩距离增加对开闩参数和做功的影响逐渐减小。研究结果为试验装置搭建和试验参数的选取提供理论支撑。 展开更多

关键词 冲击试验装置 炮闩系统 开闩距离 虚拟样机

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膨胀波火炮膨胀波速度和行程的数值仿真

16

作者 支建庄 郑坚 +2 位作者 狄长春 张磊 张彦 《军械工程学院学报》 2008年第4期39-42,共4页

膨胀波火炮利用弹丸在膛内运行到一定位置时提前开闩的方法，实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐的目的。根据膨胀波火炮的工作原理，主要针对膨胀波火炮2种不同开闩方式分别进行讨论，着重对最新设计研制的双门式炮闩... 膨胀波火炮利用弹丸在膛内运行到一定位置时提前开闩的方法，实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐的目的。根据膨胀波火炮的工作原理，主要针对膨胀波火炮2种不同开闩方式分别进行讨论，着重对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行内弹道建模与仿真，并且计算膨胀波速度和行程，进而获得最佳开闩时机。 展开更多

关键词 膨胀波火炮 开闩方式 内弹道 数值仿真

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火炮自动开关闩试验装置动力学参数设计

17

作者 杨艳峰 狄长春 +1 位作者 吴大林 刘航 《机械》 2015年第12期5-8,共4页

在火炮自动开关闩试验装置设计中,确保试验装置能够首先实现开闩是设计的关键。为此,基于虚拟样机技术建立的试验装置理论模型,对开闩关键参数——推动质量和推动力进行分析研究。在推动距离一定条件下,分别对推动质量取初始值m_1、10m_... 在火炮自动开关闩试验装置设计中,确保试验装置能够首先实现开闩是设计的关键。为此,基于虚拟样机技术建立的试验装置理论模型,对开闩关键参数——推动质量和推动力进行分析研究。在推动距离一定条件下,分别对推动质量取初始值m_1、10m_1、50m_1、100m_1时进行仿真实验,通过改变推动力值确定了试验装置实现开闩所需的最小推动力,分别为最小推动力理论计算值F的2.95倍、2.26倍、1.51倍、1.32倍。通过对推动质量与最小推动力间关系进行拟合,得到了最小推动力计算式。研究结果为不同推动质量下推动力的选取提供基准。 展开更多

关键词 动力学 火炮 试验装置 自动开关闩

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炮闩抽壳机构抽壳过程和抽壳力分析 被引量：8

18

作者 倪路瑶 朱永梅 付彩越 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期67-71,共5页

炮闩的抽壳力是影响火炮抽壳速度和炮闩强度的重要因素.文中对抽壳机构的抽壳过程进行分析并通过理论计算、数值分析和试验方法计算抽壳力;理论分析了弹药发射后,膛压作用下的药筒和炮膛受力与变形情况,并结合材料拉伸试验,绘制出药筒... 炮闩的抽壳力是影响火炮抽壳速度和炮闩强度的重要因素.文中对抽壳机构的抽壳过程进行分析并通过理论计算、数值分析和试验方法计算抽壳力;理论分析了弹药发射后,膛压作用下的药筒和炮膛受力与变形情况,并结合材料拉伸试验,绘制出药筒与炮膛的应力与变形曲线;分析了最大膛压、初始间隙、药筒壁厚与抽壳力的关系;通过在ADAMS软件中建立抽壳机构动力学模型,拟合出抽壳力曲线;最后通过试验验证分析结果的正确性. 展开更多

关键词 炮闩 抽壳力 数学模型 抽壳试验

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双门式炮闩膨胀波火炮最佳开闩时机确定和分析 被引量：1

19

作者 张小嘎 狄长春 +2 位作者 郭博 李杰仁 刘波 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2011年第4期21-23,28,共4页

膨胀波火炮利用开闩后膨胀波从膛底传播到弹底需要时间的方法,实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐行程的目的。根据膨胀波火炮的发射原理,对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行了经典内弹道建模和数值仿真,并利用... 膨胀波火炮利用开闩后膨胀波从膛底传播到弹底需要时间的方法,实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐行程的目的。根据膨胀波火炮的发射原理,对最新设计研制的双门式炮闩膨胀波火炮进行了经典内弹道建模和数值仿真,并利用反推法计算了双门式膨胀波火炮膨胀波在身管内的传播速度和行程,进而获得最佳开闩时机。结果表明内弹道模型的不同,得到的最佳开闩时机也不同。 展开更多

关键词 计算机应用 膨胀波火炮 开闩方式 内弹道 数值仿真

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炮闩击发机安全极限磨损角分析 被引量：1

20

作者 张景新 卫志康 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期77-81,共5页

以如何预防楔式炮闩地面火炮自动击发事故为目的,从击发机受力分析入手,提出并论证了击发机严重磨损是造成自动击发主要原因的论点;通过计算与实验求出了部分火炮炮闩安全极限磨损角;制定了预防自动击发事故的应对措施.

关键词 自动击发 楔式炮闩 极限磨损角

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