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火炮磁流变后坐阻尼器的设计与可控性分析胡红生;王炅;蒋学争;李延成;李兆春【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2010(029)002【摘要】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.【总页数】5页(P184-188)【作者】胡红生;王炅;蒋学争;李延成;李兆春【作者单位】嘉兴学院机电工程学院,浙江嘉兴314001;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ818【相关文献】1.基于Herschel-Bulkley模型的火炮磁流变后坐阻尼器设计与分析 [J], 侯保林;赵成章2.火炮磁流变后坐阻尼器的设计与磁路分析 [J], 胡红生;王炅;李延成3.基于Herschel-Bulkley模型的火炮磁流变后坐阻尼器设计 [J], 侯保林;赵成章4.火炮反后坐多级独立式磁流变缓冲器可控性分析 [J], 郑佳佳;阚君武;张广;王炅;欧阳青5.磁流变阻尼器对火炮后坐炮膛时期阻尼特性分析 [J], 张广; 汪辉兴; 王炅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
前冲式反后坐装置设计研究的开题报告一、课题背景及研究意义前冲式反后坐装置是一种利用推进气流反向喷射以减少枪口后坐力的附件装置。
当前常见的反后坐装置主要为枪口制动器、减震器、后坐力矫正杆等装置。
枪口制动器通过喷口将枪口火药燃气反向喷出，以减少后坐力；减震器则是通过依靠减震材料将后坐力转移至固定部位以减少后坐力；后坐力矫正杆主要通过改变枪口和随机反冲锤的运动方向以减少后坐力。
但以上装置均存在设计复杂、使用不便、效果不佳等问题。
因此研究开发新型反后坐装置是一个具有实际意义和应用前景的问题。
本课题旨在开发一种简单、实用、有效的前冲式反后坐装置，探索其应用范围和效果，并为枪支制造和使用提供有益的技术支撑。
二、研究内容及方案1. 研究前冲气流的流场特性，建立数学模型；2. 设计前冲喷嘴和反向喷射通道；3. 制备分离气流阀门和控制系统；4. 建立前冲式反后坐装置的系统设计和性能测试方法；5. 验证和调整系统设计，得出实测效果数据；6. 优化设计方案，提高前冲式反后坐装置的效果和实用性。
三、研究计划及进度安排（1）前期准备（1个月）分析国内外相关研究进展，确定研究内容和方案，确定设计要素和技术路线。
（2）理论计算及数学模型建立（2个月）进行前冲气流的流场特性分析，建立数学模型，优化前冲喷嘴和反向喷射通道结构。
（3）制备阀门和控制系统（1个月）设计制作分离气流阀门和控制系统。
（4）系统性能测试（2个月）建立前冲式反后坐装置的系统设计和性能测试方法，对系统进行性能测试，得出实测效果数据。
（5）效果优化和设计方案调整（2个月）根据实测效果数据，优化设计方案，提高前冲式反后坐装置的效果和实用性。
四、预期成果1. 建立前冲气流的数学模型，深入探究前冲式反后坐装置的流场特性和动力学原理；2. 设计出简单、实用、有效的前冲喷嘴和反向喷射通道，制作分离气流阀门和控制系统；3. 实现前冲式反后坐装置的实验制作和性能测试，得出实测效果数据；4. 优化设计方案，提高前冲式反后坐装置的效果和实用性。
某火炮复杂反后坐装置工作特性仿真分析
杜中华;狄长春
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】某型火炮的反后坐装置包括驻退复进机和驻退机,结构十分复杂.为深入了解该装置的工作过程和主要影响因素,在分析该火炮后坐装置反面问题理论基础上,基于 MATLAB 语言编写了其反面问题仿真程序,通过仿真获得了该炮工作过程中的运动学和动力学参量,并分析了火炮实际工作过程中射角、温度、漏液、漏气等对火炮工作特性的影响.研究表明,后坐制动时,驻退机和驻退复进机都起了较大的作用,复进制动时,主要是驻退机起作用;驻退液温度、反后坐装置中的节制环内径磨损对火炮后坐长度和后坐阻力有较大影响.
【总页数】4页(P96-99)
【作者】杜中华;狄长春
【作者单位】军械工程学院,火炮工程系,石家庄,050003;军械工程学院,火炮工程系,石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】TJ30
【相关文献】
1.某型火炮反后坐装置液压阻力数值仿真分析 [J], 杜中华;吴松
2.基于Simulink的火炮反后坐装置仿真分析 [J], 何卫国;谈乐斌;潘孝斌
3.某型火炮反后坐装置能量消耗数值仿真 [J], 杜中华
4.基于Simulink的软后坐火炮反后坐装置的仿真分析 [J], 秦凯
5.某火炮反后坐装置区间不确定参数辨识 [J], 鲍丹;赵抢抢;侯保林
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《火炮反后坐装置设计》实验教学大纲课程名称：火炮反后坐装置设计课程编码：110442004课程类别：专业课课程性质：必修适用专业：武器发射工程适用教学计划版本：2017版课程总学时：40实验（上机）计划学时：2开课单位：装备工程学院一、大纲编写依据1.武器发射工程专业专业2017版教学计划；2.武器发射工程专业《火炮反后坐装置设计》理论教学大纲对实验环节的要求。
二、实验课程地位及相关课程的联系1.《火炮反后坐装置设计》是武器发射工程专业的专业基础课程；2.本实验项目是《火炮反后坐装置设计》课程理论知识联系实际结构的纽带；3.本实验项目是武器发射工程专业的传统必做实验；4.本实验为后续的专业课程设计和毕业设计等有指导意义。
三、实验目的、任务和要求学生通过对复进机和制退机的拆解和结合：1.了解火炮反后坐装置的基本结构和工作原理；2.熟悉武器复进机和制退机的工作过程；3.掌握复进机和制退机基本的分解和结合步骤。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色课程主要介绍火炮反后坐装置的基本组成，结构特点及设计流程，涉及到液体气压式复进机和节制杆式制退机的详细设计过程。
教学方法：讲授法、讨论法与直观演示法；教学形式：传递-接受、探究式教学手段：多媒体五、实验内容和学时分配实验一复进机和制退机工作过程演示1.实验目的：能够在认识复进机和制退机结构部件的基础上，掌握制退机和复进机的工作过程，重点掌握制退杆和节制杆的相对位置关系。
2.实验要求：观看模型演示动作。
3.实验内容：（1）观看复进机运动过程并记录；（2）观看制退机运动过程并记录。
4.主要仪器设备（1）复进机模型一台；（2）制退机模型一台。
六、教材（讲义、指导书）1. 高越飞.火炮反后坐装置设计. 北京：国防工业出版社，2010七、考核方法和评分标准1.考核方式：考查。
2.考试目标：考核学生对轻武器模型的拆解熟悉程度。
3.成绩构成：实验评分应包括三个方面：（1）实验预习回答提问占20%：（2）实验操作能力及实验纪律占40%：（3）实验报告40%；评分等级评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。
某火炮反后坐装置布局方案数值模拟分析
于情波;刘俊民;杨国来;萧辉;陈宇
【期刊名称】《火炮发射与控制学报》
【年(卷),期】2017(038)001
【摘要】反后坐装置布局对火炮的总体性能有重要影响,为了定量分析不同反后坐装置布局方案,建立了某火炮反后坐装置典型布局方案的有限元模型,对火炮主要架体进行了结构刚强度数值计算和对比分析.研究表明制退机和复进机空间对称布局方案有利于提高火炮刚强度,进一步的非线性有限元动力学数值计算及分析表明,这种布局方案也有利于减小对炮口振动的影响.
【总页数】5页(P12-16)
【作者】于情波;刘俊民;杨国来;萧辉;陈宇
【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094;内蒙古北方重工业集团有限公司,内蒙古包头 014000;南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094
【正文语种】中文
【中图分类】TJ303
【相关文献】
1.某型火炮反后坐装置液压阻力数值仿真分析 [J], 杜中华;吴松
2.某火炮复杂反后坐装置工作特性仿真分析 [J], 杜中华;狄长春
3.某迫榴式火炮反后坐装置的结构优化及分析 [J], 宋焦;何永;赵威;陶齐冈
4.基于Simulink的火炮反后坐装置仿真分析 [J], 何卫国;谈乐斌;潘孝斌
5.基于Simulink的软后坐火炮反后坐装置的仿真分析 [J], 秦凯
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目录1.自由后坐诸元的计算1.1膛内时期自由后坐诸元计算1.2后效期自由后坐诸元计算1.2.1火药气体作用系数1.2.2后效期开始时炮膛合力1.2.3 时间常数和后效期作用时间1.2.4炮口制退器冲量特征量1.2.5有炮口制退器自由后坐诸元计算2.后坐制动图和后坐制动诸元2.1制定后坐制动图2.2.求解制退后坐诸元3.复进机设计4.制退机设计4.1制退机的工作长度4.2活塞工作面积4.3制退杆外径及制退筒内径4.4制退杆内腔直径5.5节制环直径4.6制退筒外径4.7流液孔面积5.节制杆外形调整1.自由后坐诸元的计算1.1膛内时期自由后坐诸元计算0.5d h dm Wv m m0.5d h dm Ll m m膛内运动时期自由后坐诸元 序号 t/ms v/(m/s) l/m W/(m/s) L/m1 0 0 0 0.000 0.0002 2.091 77.1 0.055 0.948 0.0013 2.651 125.84 0.111 1.548 0.001 4 3.342 204.08 0.221 2.510 0.0035 3.8 265.59 0.332 3.267 0.0046 3.996 291.77 0.387 3.589 0.005 7 4.346 337.85 0.498 4.156 0.006 8 5.191 442.09 0.831 5.438 0.010 9 6.403 463.37 0.925 5.699 0.011 10 6.816 575.75 1.661 7.082 0.020 11 8.17 641.41 2.492 7.889 0.031 12 9.023 670.74 3.045 8.250 0.037 13 9.712 690 3.51 8.487 0.0431.2后效期自由后坐诸元计算 1.2.1火药气体作用系数β弹丸脱离炮口瞬间，当t g =9.712ms ，时由内弹道数据可知： p g =56Mpa ，W g =8.4512m/s , L g =0.043m 。
根据火药气体作用系数经验公式：vB=β榴弹炮对应B=1300；由于后效期对弹丸初速影响较小，认为v 0=v g =690m/s ； 则：β=1.8841.2.2后效期开始时炮膛合力F g后效期开始时炮膛合力Fg采用近似公式计算：pFggA ≈则： F g=6.679×105N1.2.3 参数b 和τ时间常数b 计算公式：()Fv gb 05.0ωβ-≈后效期作用时间τ计算公式：1764.0lg303.2pgb =τ则：b =5.24×10-3s ；τ=0.03019s ；1.2.4炮口制退器冲量特征量χ可根据下式计算冲量特征量()()()ωβωβωχη5.05.01-+--+=mmT则：χ=-0.0401.2.5有炮口制退器自由后坐诸元计算⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=-emFW b thggtbW g-1χ()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛---+-+=-etmFtWL b tghggggtbtbtL g-1χ根据上面两式求解后效期自由后坐诸元，取时间步b/2，则每一个目标点对应时间和自由后坐速度有：自由后坐运动诸元序号t/ms W/(m/s) L/m 序号t/ms W/(m/s) L/m1 0 0.0000 0.0000 14 12.332 8.4579 0.06522 2.091 0.9483 0.0007 15 15.952 8.4400 0.08733 2.651 1.5478 0.0014 16 17.572 8.4295 0.10944 3.342 2.5102 0.0027 17 20.192 8.4230 0.13155 3.8 3.2668 0.0041 18 22.812 8.4190 0.15366 3.996 3.5888 0.0048 19 25.432 8.4167 0.17567 4.346 4.1556 0.0061 20 28.052 8.4152 0.19778 5.191 5.4377 0.0102 21 30.672 8.4144 0.21979 6.403 5.6995 0.0114 22 33.292 8.4138 0.241810 6.816 7.0817 0.0204 23 35.912 8.4135 0.263811 8.17 7.8893 0.0307 24 38.532 8.4133 0.285812 9.023 8.2501 0.0375 25 39.802 8.4132 0.296513 9.712 8.4870 0.04322.后坐制动图和后座坐制动诸元 2.1制定后坐制动图后坐阻力变化规律按固定炮第二类后坐制动图制定。
ϕsin 00g F m F F Fh T f R +++=密封装置摩擦力 F 和摇架导轨摩擦力 T F 在正面计算时作常量处理，有gg u F g fm F m m Fhf hjhTαϕ===0cos式中，f 是摇架导轨的摩擦系数，其取值为0.18，是密封装置的等效摩擦系数，取值为0.4，对于固定炮ϕ=0，；由于6070maxoo>=ϕ，α=1.4.。
F T =3352N,F =7448N,F f0=26068N固定火炮第二类后坐制动图的后坐阻力变化规律为：)()0(0t t F Ft tF F F F t t t g Rg Rg gR RgR Rλ≤≤=≤≤-+=200.50.5(0.5)h KTKT R g RgKTKT gm W W F t F lL W t其中：W kT =8.15m/s, t g =9.712ms,lλ=900ms, L kT=0.344m,τ=30.09ms，F R0=36868N则，F Rg=72964N后坐阻力变化规律为：F R=36868+3717t（0﹤t﹤t g）F R=72964（t g﹤t﹤tλ）FFgλ固定炮第二类后坐制动图2.2.求解制退后坐诸元把按照后坐制动图确定的后坐阻力F R规律带入转化方程，解出后坐制动诸元：序号t/ms v/(m/s) x/m 序号t/ms v/(m/s) x/m1 0 0.0000 0.0000 16 17.572 7.8469 0.10482 2.091 0.9035 0.0006 17 20.192 7.7398 0.12523 2.651 1.4895 0.0013 18 22.812 7.6352 0.14544 3.342 2.4344 0.0026 19 25.432 7.5323 0.16525 3.8 3.1789 0.0039 20 28.052 7.4302 0.18496 3.996 3.4956 0.0046 21 30.672 7.3288 0.20427 4.346 4.0527 0.0059 22 33.292 7.2276 0.22338 5.191 5.3106 0.0099 23 35.912 7.1266 0.24219 6.403 5.5351 0.0109 24 38.532 7.0258 0.260510 6.816 6.9040 0.0199 25 39.802 6.9770 0.269511 8.17 7.6655 0.0298 26 80 5.4334 0.515612 9.023 7.9954 0.0364 27 120 3.8974 0.702313 9.712 8.2063 0.0420 28 160 2.3614 0.827414 12.332 8.0766 0.0631 29 200 0.8254 0.891215 15.952 7.9197 0.0836 30 221.496 0.0000 0.90003.复进机设计复进机初力F f0=26068N ，由于是气瓶注气，取复进机初压 P f0 =6Mpa ，活塞工作面积：00f ff F AP==0.004345m 2取压缩比Cm=2.1，多变系数n=1.3，则气体初容积：101f nml A V cλ-=-=0.00692 m 3复进机初容积相当长度：0s fV L A==1.75复进机力： 1.326068 1.591.59nff s s L F F x x L ==⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭复进机末力： 1.326068666521.751.750.9nff s N s L F F x L λ===⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭4.制退机设计 4.1制退机的工作长度e L l l b 2max ++=λ取mm l 900max =λ，mm lb73=，mm e 502=，则mm L 1023=。
4.2活塞工作面积PF A h max1maxφ≈其中：)sin (maxϕφjh T fg Rg h g F m F F F F -+--==72964-33139-7448-3352=29025 N按自由后坐能量计算液量：w m g h E 221= =62947J取估算系数α=15000kJ/m 3制退机中的液量αEv y ==0.0042 m 3由l A v y max 01.1λ≈，得到A 0=0.004239 m 2 制退机工作腔最大压力：AF P h 0max max 1φ==6.85Mp a ﹤35 Mp a ，能够满足密封要求。
4.3制退杆外径及制退筒内径制退杆外径)1(220-=r A dTπ，取γ=2，有d T =43 mm ；制退筒内径)1(22-=γπγADT=86mm ；4.4制退杆内腔直径制退机为筒后坐，制退杆内腔直径d 1：[]σφπF F F ddzTI h +-=+)(max214Fpt max﹥F h max φ，)(maxF F I h +φ出现在F pt max 最大处，此时t max =3.8ms ，制退机液压阻力ϕφsin g F m F FF F h T fRh+---==10423N ；制退杆惯性力为0；制退杆密封装置摩擦力g n m Fh z==3724N ；材料为40Cr ，材料许用应力[]3σσs==200Mpa ；制退杆内腔直径d 1=41.35mm ，取整后d 1=42mm 。
4.5节制环直径d p = d 1-5=37mm4.6制退筒外径[][]pp D DTTmax1max1'3432-+≈σσ材料是35 Cr ，材料许用应力[]3σσs ==180Mpa ；制退机工作腔最大压力：AF P h 0max max 1φ==6.85Mp a ；D T '=89.7，取整后D T '=90mm ，壁厚D D T T -='δ=4mm ，不满足要求，调整D T '=91mm4.7流液孔面积设支流最小截面面积1A 出现的位置为节制杆最大截面处，其中41,max,-=d dx =38mm ；)(42,max ,211d d A x -=π=0.0002512 m 2流液孔尺寸322221112pxA A a F v K A节制杆直径24xpxd d a序号x/mm ax/mm2 dx/mm 序号 x/mm ax/mm2 dx/mm1 0 0.00 37.00 16 0.1048 282.39 33.872 0.0006 67.97 36.27 17 0.1252 280.45 33.893 0.0013 99.58 35.93 18 0.1454 278.63 33.92 4 0.0026 145.06 35.43 19 0.1652 276.87 33.945 0.0039 177.76 35.06 20 0.1849 275.19 33.96 6 0.0046 190.68 34.92 21 0.2042 273.53 33.97 7 0.0059 212.09 34.68 22 0.2233 271.92 33.99 8 0.0099 254.67 34.19 23 0.2421 270.33 34.01 9 0.0109 238.87 34.37 24 0.2605 268.75 34.03 10 0.0199 289.73 33.79 25 0.2695 268.03 34.04 11 0.0298 294.42 33.73 26 0.5156 247.73 34.27 12 0.0364 292.54 33.75 27 0.7023 242.16 34.34 13 0.042 289.65 33.79 28 0.8274 233.83 34.43 14 0.0631 286.86 33.82 29 0.8912 91.24 36.02 150.0836 283.07 33.86 30 0.9 0.00 37.00制退杆内腔充满条件是)(max121a AA A K K A x pfj-≥，)(maxa x =7.45 mm 2Am in1= 0.00245≤ 0.00026 m 2,满足内腔充满条件。
