[发明专利]一种防御战车行进间射击动态响应分析方法

权利要求书

1.一种防御战车行进间射击动态响应分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对战车的具体结构进行三维建模；

步骤2、选取战车的发射转塔、发射架以及火炮身管进行柔性体建模；

步骤3、确定战车行驶的典型路面，运用谐波叠加法生成路面曲线，运用节点缝合法将相邻路面不平度曲线的节点缝合，生成三维路面模型；

步骤4、将步骤1-步骤3所建立的三维模型、柔性体模型以及路面模型导入多体动力学软件ADAMS，按照实际的约束关系，在部件间建立连接关系，定义射击状况下的各种载荷，定义部件间的运动副，定义驱动；

步骤5、选择刚柔耦合多体动力学算法进行动力学计算：按照战车行进间射击的不同工况要求，设置不同的载荷大小、行驶速度、火炮高低方位角，进行仿真计算动力学方程的计算；

步骤6、计算结果处理：对防御战车行进间射击动态响应进行分析，在左侧身管炮口中心处建立参考坐标系，以左侧身管炮口处的垂向角位移和垂向角速度衡量炮口扰动，通过对炮口扰动的分析衡量行进间射击的完成情况。

2.根据权利要求1所述的防御战车行进间射击动态响应分析方法，其特征在于，步骤2中建立柔性体模型，具体方式为首先将步骤1中建立的三维结构导入HyperMesh进行网格划分，网格类型选择二阶四面体单元，再将划分好的网格导入ABAQUS中进行模态计算，将模态计算的结果通过ABAQUS-ADAMS/Flex接口程序转换为可被ADAMS识别的mnf文件。

3.根据权利要求1所述的防御战车行进间射击动态响应分析方法，其特征在于，步骤3建立路面模型，具体包括以下步骤：

步骤3.1、选择不同的路面等级进行路面建模，不同等级路面可以用路面不平度位移功率谱表示：

G_d(n)为路面不平度，n为空间频率，n₀为参考空间频率，G_d(n₀)为路面不平度系数，，w为频率指数；

步骤3.2、运用谐波叠加法生成路面不平度曲线：

将空间频率离散为N个区间，用每个区间的中心频率n_i(i＝1,2,···,N)处的谱密度值G_d(n_i)代替整个小区间内的值，则路面不平度函数的标准差为：

A_i为路面不平度函数标准差，G_d(n_i)为每个区间中心频率处的谱密度值，Δn_i为区间长度，则路面不平度可用三角级数表示为：

q(x)为路面不平度，x为车辆行进方向上的位移，θ为[0,2π]上均匀分布的随机数；

步骤3.3、在路面横向位置生成多条路面不平度曲线，运用节点缝合法将相邻路面不平度曲线的节点缝合，生成三维路面模型。

4.根据权利要求1所述的防御战车行进间射击动态响应分析方法，其特征在于，步骤4建立的连接关系，定义部件间的运动副、驱动，具体为：将战车6个轮胎放置在刚性路面上，在悬架下臂与轮胎的轮毂间建立旋转副，使轮胎可以围绕悬架下支点旋转；在悬架上臂与车体间建立旋转副，使悬架上臂能绕着与车体相连接的点旋转，悬架上下臂之间通过弹簧阻尼系统连接，设备舱、工具舱和油机电站固定于车体相应位置，发射转塔通过座圈与车体连接，可以围绕座圈在车体上旋转，光电设备及炮塔固定在发射转塔上；发射架与发射转塔通过旋转副连接，两者间通过电缸连接；炮塔与火炮通过旋转副连接，箱弹模块与发射架固定连接，在火炮膛底施加炮膛合力，在炮塔内相应位置施加缓冲簧力、复进簧力，定义战车车轮处的驱动，在六个车轮轮毂的位置施加旋转驱动，驱动的方向相同。

5.根据权利要求1所述的防御战车行进间射击动态响应分析方法，其特征在于，步骤5进行动力学计算中具体采用拉格朗日第一类方程计算刚柔耦合多体动力学响应：

M为多体系统的广义质量阵，Ф_q为约束方程的雅克比阵，q为多体系统的广义坐标，λ为约束方程的拉格朗日乘子列阵，γ为速度约束方程，通过该求解微分代数方程的初值即可完成动力学方程的计算。