某自行高炮刚柔耦合动力学建模方法研究

• 作者: 张鑫 张辉 王宝宝 贺世豪
• 来源期刊: 火炮发射与控制学报
• 学科: 军事
• 关键词: 刚柔耦合 直接刚度法 振型叠加法 动力学方程组 有限单元法
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 应用研究
• 页码范围: 15-23
• 页数: 8页
• 分类号: TJ303
• 语种: 中文
• DOI: 10.19323/j.issn.1673-6524.2022.05.003

摘要

车辆底盘作为高射炮的载体，射击过程需要实时获取车体姿态信息，以进行火控解算实时修正，提高毁伤概率，研究射击过程中车体姿态变化可显著提高射击精度。以某自行高炮为研究对象，在简化模型的基础上，应用多体动力学理论，采用牛顿欧拉方程对模型中的刚体构件进行受力分析，得到单个构件的动力学方程，应用有限元法得到柔性车架的刚度信息和质量信息，并构造相应的柔体动力学方程组。采用直接刚度法消除方程组中的约束反力项，得到全炮刚柔耦合模型的动力学方程组。采用振型叠加法实现方程组解耦，求解大型二阶微分方程组，得到某自行高炮射击状态下的动力学响应。针对某典型工况，利用ABAQUS有限元软件进行了建模方法和解算方法的可行性验证。采用该刚柔耦合动力学建模方法，可实现射击过程中车体姿态快速求解，为解决复杂多体系统动力学响应快速求解问题探索了一种新方法，对自行高炮射击精度的改善具有一定工程价值。