面向输弹一致性的某输弹机稳健优化设计研究 被引量：13

1

作者 林通 钱林方 +1 位作者 陈光宋 刘太素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期243-250,共8页

为了提高弹丸卡膛一致性,以减小弹丸卡膛起始点运动参数波动即提高输弹一致性,根据输弹机工作原理和输弹实验,归纳了输弹系统中的随机参数。基于ADAMS软件建立了考虑参数随机性的某输弹机输弹过程动力学模型。以弹丸卡膛起始点运动参数... 为了提高弹丸卡膛一致性,以减小弹丸卡膛起始点运动参数波动即提高输弹一致性,根据输弹机工作原理和输弹实验,归纳了输弹系统中的随机参数。基于ADAMS软件建立了考虑参数随机性的某输弹机输弹过程动力学模型。以弹丸卡膛起始点运动参数标准差最小为目标,以卡膛速度下界达到3 m/s为约束,建立了面向输弹一致性的输弹机稳健优化模型。采用全局和梯度组合优化算法以及描述抽样,提高了优化计算效率。数值算例结果表明,优化后输弹机卡膛速度满足要求,输弹机的输弹一致性得到提高,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 弹丸 装填机构 输弹过程 卡膛一致性 稳健优化设计

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基于概率密度演化方法的火炮输弹过程不确定性分析 被引量：9

2

作者 王明明 钱林方 +1 位作者 陈光宋 刘太素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1215-1224,共10页

为分析火炮输弹过程不确定性参数对输弹一致性的影响,提出基于概率密度演化理论的输弹过程不确定性分析方法。建立某火炮输弹机的ADAMS动力学模型,根据概率密度守恒原理推导输弹过程的广义概率密度演化方程,以弹丸状态变量和输弹过程随... 为分析火炮输弹过程不确定性参数对输弹一致性的影响,提出基于概率密度演化理论的输弹过程不确定性分析方法。建立某火炮输弹机的ADAMS动力学模型,根据概率密度守恒原理推导输弹过程的广义概率密度演化方程,以弹丸状态变量和输弹过程随机参数的联合概率密度函数建立状态空间与概率空间之间的联系。根据物理状态的演变引出概率密度的演化,并基于Lax-Wendroff格式的有限差分法求解输弹响应的概率密度函数。与文献[20]试验结果对比,输弹ADAMS动力学模型的仿真位移曲线与试验数据基本吻合,验证了模型的准确性;分析了不同工况下参数不确定性对弹丸响应的影响,得到了响应均方差。结果表明:与蒙特卡洛(MC)方法的结果对比,该方法计算的响应概率密度函数在形式与精度上都比较准确,验证了该方法的适用性;随着输弹角的增大,响应的波动范围扩大。 展开更多

关键词 火炮 输弹过程 不确定性分析 概率密度演化 有限差分法

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某输弹机开式链传动建模及动力学特性分析 被引量：9

3

作者 刘太素 钱林方 +1 位作者 陈光宋 吉磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2109-2117,共9页

为分析某输弹机开式链传动机构在工作过程中的运动学精度和动力学特性,描述了滚轮与链轮齿槽之间的几何关系和接触模式以及链节之间的接触。针对不同的接触位置和接触模式分别建立了法向接触力模型和平面接触力模型,建立了某输弹机开式... 为分析某输弹机开式链传动机构在工作过程中的运动学精度和动力学特性,描述了滚轮与链轮齿槽之间的几何关系和接触模式以及链节之间的接触。针对不同的接触位置和接触模式分别建立了法向接触力模型和平面接触力模型,建立了某输弹机开式链传动机构多刚体动力学模型。分析了不同滚轮与链轮齿槽之间的接触特性,讨论了滚轮与链轮齿槽之间间隙变化对系统运动学精度及动力学特性的影响。研究结果表明:滚轮与链轮齿槽之间间隙的存在及大小变化对某输弹机开式链传动机构动力学特性具有很大影响,在工程实际中需要合理控制间隙。 展开更多

关键词 输弹机 开式链传动 接触 动力学分析

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火炮输药机构小射角输药到位一致性稳健优化设计 被引量：7

4

作者 刘太素 钱林方 陈光宋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1473-1482,共10页

针对火炮输药机构在小射角非满装药输药过程中到位一致性差的问题,提出基于稀疏混沌多项式展开的输药过程稳健优化设计方法。建立输药机构的动力学模型,并通过试验验证模型的正确性和有效性;基于稀疏混沌多项式展开求取不确定性输入参... 针对火炮输药机构在小射角非满装药输药过程中到位一致性差的问题,提出基于稀疏混沌多项式展开的输药过程稳健优化设计方法。建立输药机构的动力学模型,并通过试验验证模型的正确性和有效性;基于稀疏混沌多项式展开求取不确定性输入参数对输药到位的代理模型;以模块药到位以及到位标准差最小为目标,建立输药过程的稳健优化设计模型,采用NSGA-Ⅱ优化算法对优化模型进行求解。计算结果表明:输药到位一致性得到了提高,且到位均方差较初始减小了26.74%,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 火炮 输药机构 小射角输药 到位一致性 稳健优化

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考虑间隙的空间圆柱铰多体系统运动学精度及动力学分析 被引量：5

5

作者 刘太素 钱林方 尹强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期151-157,共7页

为了研究空间圆柱铰间隙对系统性能的影响,针对典型的空间圆柱间隙铰结构,分析了其所有可能出现的接触模式。针对空间圆柱铰轴向和径向都存在间隙的情况,对复杂的接触模式进行了几何和运动学分析,提出一种改进的计算潜在接触点位置的方... 为了研究空间圆柱铰间隙对系统性能的影响,针对典型的空间圆柱间隙铰结构,分析了其所有可能出现的接触模式。针对空间圆柱铰轴向和径向都存在间隙的情况,对复杂的接触模式进行了几何和运动学分析,提出一种改进的计算潜在接触点位置的方法,建立了接触碰撞力模型,将其带入多体系统动力学方程。对空间双摆进行了理想模型和间隙模型的对比分析。结果表明,由于轴向和径向间隙的存在,系统的运动学精度和动力学性能都受到了很大的影响,间隙大小的变化也会改变系统的运动学到位精度。空间圆柱间隙铰的建模方法和结果为机械结构的设计和改进提供了理论依据。 展开更多

关键词 空间圆柱铰 接触模式 铰间隙 潜在接触点 多体系统

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火炮装填系统协调输弹机构磨损特性

6

作者 田晔 陈光宋 刘太素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4062-4070,共9页

在自动装填系统中,协调输弹机构是完成弹丸转运的重要组成部分。由于协调输弹机构长期处于发射冲击的载荷作用之下,导致协调器运动副轴孔之间由于磨损作用出现间隙变化,影响协调输弹的精度,研究协调输弹机构运动磨损问题对提高机构运动... 在自动装填系统中,协调输弹机构是完成弹丸转运的重要组成部分。由于协调输弹机构长期处于发射冲击的载荷作用之下,导致协调器运动副轴孔之间由于磨损作用出现间隙变化,影响协调输弹的精度,研究协调输弹机构运动磨损问题对提高机构运动可靠性具有重要意义。为了研究协调输弹机构的磨损特性,基于修正Archard磨损模型建立协调输弹机构磨损数学模型并通过实验获得磨损系数;建立协调输弹机构动态响应有限元仿真模型并通过实验数据验证其有效性;利用有限元仿真结合任意朗格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)自适应网格技术实现磨损过程仿真,从而获得协调输弹机构的磨损特性,包括磨损深度与磨损循环次数的关系、最大磨损深度出现的位置等。研究结果表明:磨损开始初期磨损剧烈,在大约350次协调输弹后磨损由剧烈磨损期转而进入平稳期,磨损率下降;随着磨损的继续进行磨损率持续下降,且在整个磨损过程中轴孔接触边缘比其他位置磨损深度更大。 展开更多

关键词 自动装填系统 协调输弹机构 Archard磨损模型 有限元动力学建模

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某火炮药协调器多学科耦合模型参数辨识与可靠性分析 被引量：2

7

作者 石志杰 陈龙淼 +1 位作者 羊柳 刘太素 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第4期20-26,50,共8页

针对某火炮药协调器的动作可靠性分析问题,在考虑协调臂柔性和运动副间隙的条件下,建立参数化的药协调器刚柔耦合动力学模型和控制模型。基于随机惯性权重的粒子群算法,将一次协调运动中的区间不确定性参数视为定值,通过试验数据对系统... 针对某火炮药协调器的动作可靠性分析问题,在考虑协调臂柔性和运动副间隙的条件下,建立参数化的药协调器刚柔耦合动力学模型和控制模型。基于随机惯性权重的粒子群算法,将一次协调运动中的区间不确定性参数视为定值,通过试验数据对系统参数进行辨识,验证了药协调器仿真模型的准确性。采用蒙特卡洛方法,分析了某火炮药协调器在两种满载工况下的可靠性。结果表明:协调角度30°和60°时的可靠度分别为99.8%和99.9%,总体失效概率较小,调姿轴转动副和电缸支座转动副的间隙大小分别对这两种工况下的动作可靠性影响较大。 展开更多

关键词 药协调器 可靠性分析 刚柔耦合 联合仿真 参数辨识 粒子群算法

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基于知识组件的反后坐装置快速设计技术研究 被引量：2

8

作者 羊柳 钱林方 +1 位作者 任俊新 刘太素 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2015年第4期45-49,共5页

现有反后坐装置设计方法难以有效地重用已有计算程序、设计经验等设计知识,为提高其设计质量与效率,提出一种基于知识组件的快速设计方法。通过确定反后坐装置设计知识的表示体系,提出反后坐装置设计本体的形式化定义,并给出反后坐装置... 现有反后坐装置设计方法难以有效地重用已有计算程序、设计经验等设计知识,为提高其设计质量与效率,提出一种基于知识组件的快速设计方法。通过确定反后坐装置设计知识的表示体系,提出反后坐装置设计本体的形式化定义,并给出反后坐装置设计知识组件的定义和开发策略,实现了反后坐装置设计知识的完整表示。在此基础上,确定了反后坐装置快速设计的流程,开发了专用设计系统,并通过一反后坐装置的设计实例验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 反后坐装置 知识组件 本体 快速设计

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基于迁移学习的供药装置故障诊断方法 被引量：1

9

作者 黄文宽 钱林方 +1 位作者 尹强 刘太素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2964-2974,共11页

针对多工况下的模块发射药供药装置故障诊断问题,提出一种基于迁移学习和奇异值分解的故障诊断方法。通过奇异值分解对模块药的位移速度数据进行降维和降噪预处理,并提取特征;采用基于TrAdaBoost算法框架的迁移学习方法,综合有限的试验... 针对多工况下的模块发射药供药装置故障诊断问题,提出一种基于迁移学习和奇异值分解的故障诊断方法。通过奇异值分解对模块药的位移速度数据进行降维和降噪预处理,并提取特征;采用基于TrAdaBoost算法框架的迁移学习方法,综合有限的试验数据和大量的仿真数据,提取有效故障信息,构建多个基故障分类器,并最终集成一个高质量故障分类器。研究结果表明,该方法对多样工况下的故障数据有很好的适应性,在试验数据量较少的情况下,相对于传统机器学习方法可以获得更好的故障识别准确率。 展开更多

关键词 供药装置 迁移学习 奇异值分解 故障诊断

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基于SPCE-HDMR的某输弹协调机构稳健设计研究 被引量：2

10

作者 刘太素 钱林方 +2 位作者 陈光宋 林通 羊柳 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期90-96,共7页

针对某输弹协调机构不确定性输入参数众多、稳健优化设计计算量大的问题,提出一种基于稀疏混沌多项式展开的高维模型表达技术,即SPCE-HDMR,用于提高输弹协调机构的到位精度,其显著优势是能够明确输入参数的线性程度和耦合特性,将构造复... 针对某输弹协调机构不确定性输入参数众多、稳健优化设计计算量大的问题,提出一种基于稀疏混沌多项式展开的高维模型表达技术,即SPCE-HDMR,用于提高输弹协调机构的到位精度,其显著优势是能够明确输入参数的线性程度和耦合特性,将构造复杂高维代理模型由指数级增长降阶为多项式级增长。首先,明确输弹协调机构的不确定性输入参数,并对其进行分类;然后,基于Cut-HDMR思想搭建输弹协调机构高维模型的函数扩展结构,利用优化拉丁超立方采样技术,结合稀疏混沌多项式展开方法,构建输弹协调机构高维模型的分量函数;最后,进行了输弹协调机构的稳健优化设计研究。计算结果验证了该方法的实用性和有效性,且能够高效准确地提高输弹协调机构的到位精度。该方法为输弹协调机构以及其他工程机构的设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 输弹协调机构 代理模型 高维模型表达 稳健优化

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自动装填机构刚度混合全局灵敏度分析 被引量：2

11

作者 孙佳 陈光宋 +2 位作者 钱林方 尹强 刘太素 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期135-140,146,共7页

为识别影响自动装填机构刚度的重要关键参数和核心关键参数,提出了混合全局灵敏度分析方法。采用准优化Morris轨迹的基本因素法识别重要关键参数,将识别的重要关键参数作为设计变量,采用基于混沌多项式展开的全局灵敏度分析方法识别核... 为识别影响自动装填机构刚度的重要关键参数和核心关键参数,提出了混合全局灵敏度分析方法。采用准优化Morris轨迹的基本因素法识别重要关键参数,将识别的重要关键参数作为设计变量,采用基于混沌多项式展开的全局灵敏度分析方法识别核心关键参数,并通过两个测试函数验证了该文分析方法的有效性。最后,从32个自动装填机构参数中提取了10个影响刚度的重要关键参数,并从10个重要关键参数中提取了6个影响刚度的核心关键参数。 展开更多

关键词 自动装填机构 全局灵敏度分析 基本因素法 混沌多项式展开

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车载炮底盘载荷分离设计技术 被引量：1

12

作者 钱林方 陈光宋 +1 位作者 林通 刘太素 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2773-2784,共12页

发射载荷的传递控制是车载炮轻量化高机动设计的关键,一直是火炮研究领域的热点问题。为了控制发射载荷的传递,依据车载炮的构型特点,提出了发射载荷作用下底盘的载荷分离设计技术,构建了发射载荷分离满足的约束条件;基于车载炮的拓扑结... 发射载荷的传递控制是车载炮轻量化高机动设计的关键,一直是火炮研究领域的热点问题。为了控制发射载荷的传递,依据车载炮的构型特点,提出了发射载荷作用下底盘的载荷分离设计技术,构建了发射载荷分离满足的约束条件;基于车载炮的拓扑结构,建立了车载炮发射的动力学模型,给出了边界条件、放列协调条件和约束条件;通过对比车载炮发射过程关键部件的受力和响应的计算结果和试验测试结果,验证了所建立模型的正确性;不同支撑结构条件下轮胎受力以及射击稳定性分析结果表明:车载炮的载荷分离设计不仅可免除车载炮发射载荷对底盘轮桥系统的影响,为车载炮具有与底盘相同的可靠性提供了保障;此外,载荷分离设计对车载炮性能提升也有很好的作用,由此验证了载荷分离分析原理的有效性,可实现车与炮功能上的一体化、性能上的解耦设计。车载炮载荷分离设计实现了轻质底盘承受发射强冲击载荷的功能,是远程火炮高机动发射的理想方法。 展开更多

关键词 车载炮 发射载荷分离 动力学模型 射击稳定性

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基于组合优化方法的某型车载炮驾驶室轻量化分析

13

作者 齐浩 陈红彬 +2 位作者 陈龙淼 刘太素 师军飞 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第3期14-21,共8页

为了提高某型车载炮机动性,对车载炮驾驶室进行轻量化研究。为防止单一工况约束得到的尺寸优化结果在其他危险工况下不适用,同时使用冲击波最危险的两种工况的结构响应作为约束条件。为提高优化效率,使用拉丁超立方方法进行实验设计,分... 为了提高某型车载炮机动性,对车载炮驾驶室进行轻量化研究。为防止单一工况约束得到的尺寸优化结果在其他危险工况下不适用,同时使用冲击波最危险的两种工况的结构响应作为约束条件。为提高优化效率,使用拉丁超立方方法进行实验设计,分别对两种工况下驾驶室结构响应构建高精度代理模型。针对单一优化算法的缺点,采用组合优化方法,先使用多岛遗传算法缩小设计域范围,后使用非线性二次规划算法在缩小后的设计域寻优。结果表明,设计域缩小后,非线性二次规划算法不再陷入局部最优困境,且组合优化方法相比多岛遗传算法,计算代价大大降低。对优化结果进行验证,证明了优化的可行性。优化后驾驶室质量降低了8.06%,减重效果显著。 展开更多

关键词 冲击波 驾驶室 结构动态响应 代理模型 轻量化设计

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基于刚柔耦合动力学模型的某协调输弹机机构可靠性分析

14

作者 苍竹 徐亚栋 +2 位作者 鲁飞 羊柳 刘太素 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第5期40-45,共6页

协调输弹机作为自动装填系统的主要组成部分,对火炮射速产生很大影响,故开展协调输弹机机构可靠性分析具有重要意义。为研究某协调输弹机构件设计尺寸、输弹机安装定位尺寸及弹丸参数随机性对机构可靠性的影响及影响程度,在0°射角... 协调输弹机作为自动装填系统的主要组成部分,对火炮射速产生很大影响,故开展协调输弹机机构可靠性分析具有重要意义。为研究某协调输弹机构件设计尺寸、输弹机安装定位尺寸及弹丸参数随机性对机构可靠性的影响及影响程度,在0°射角工况下建立刚柔耦合动力学模型进行仿真分析,采用蒙特卡洛法进行协调输弹机机构可靠性与可靠性灵敏度分析,研究结果表明该型协调输弹机机构可靠度为99.46%。输弹盘焊接位置X_(SD)、弹丸质心偏心m_(z)、链轮基圆半径R_(LL)、输弹盘长度L、弹丸质量m的均值及链轮基圆半径R LL、输弹盘焊接位置X_(SD)、弹丸质心偏心m_(y)、弹丸质心偏心m_(x)、输弹盘长度L的标准差对机构可靠性存在显著影响。 展开更多

关键词 协调输弹机 蒙特卡洛 可靠性 灵敏度

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链式回转弹仓刚柔耦合动力学建模及特性分析

15

作者 刘太素 尹强 +1 位作者 李勇 张云添 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4133-4144,共12页

考虑到装填系统轨道输送链具有链节大、负载大、速度大的特殊性,提出一种基于相对坐标法和板单元离散方式的刚柔耦合动力学建模方法。利用邻接体的相对运动关系推导出运动学方程及体坐标与铰坐标的转化关系,建立广义坐标为独立铰坐标的... 考虑到装填系统轨道输送链具有链节大、负载大、速度大的特殊性,提出一种基于相对坐标法和板单元离散方式的刚柔耦合动力学建模方法。利用邻接体的相对运动关系推导出运动学方程及体坐标与铰坐标的转化关系,建立广义坐标为独立铰坐标的动力学方程。利用有限元方法,基于板单元理论将链节和弹筒离散化,以链节为例建立单个链节的刚柔耦合动力学方程,随后通过刚-柔运动约束形式,利用增广方程形式,建立轨道输送链系统的刚柔耦合动力学方程。基于此方法,建立某弹仓(闭式轨道输送链)轨道输送链和弹筒的刚柔耦合动力学方程,并在不同工况下将基于板单元离散的数值仿真与实验结果进行对比。基于建立的刚柔耦合动力学模型,分析弹仓传动构件支撑刚度、轨道间隙等因素对弹仓系统的影响。研究结果表明:数值仿真结果与实验结果的趋势基本一致;支撑刚度对系统动态响应的影响程度取决于动力系统的结构形式和受力形式;轨道间隙的变化对系统的动态特性具有较大的影响,在工程应用中需要合理控制间隙;上下轨道错位对弹仓动态特性影响较大,需要合理控制加工装配精度。 展开更多

关键词 火炮 弹仓 中厚板理论 刚柔耦合 动力学 间隙 轨道错位

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