Читайте также:
|
|
Важным этапом динамического расчета орудия при выстреле является выбор расчетной схемы, зависящей как от учета тех или иных податливостей, условий нагружения, конструктивного оформления отдельных узлов установок, так и от целевого назначения поставленной задачи. Данные полигонных испытаний орудий при стрельбе с различных грунтов и при разных условиях нагружения показывают, что действие выстрела на орудие сопровождается значительными прыжками, отходами, набросами (движением вперед) и разворотами.
В настоящее время имеется единая математическая модель (рис. 1.1,б и рис. 1.2), позволяющая решить задачу:
– определения критериев динамической устойчивости установок для оценки их работоспособности;
– разработки единого алгоритма расчета и программ для реализации задач на ЭВМ.
– динамических характеристик артиллерийского орудия при при выстреле различных конструктивно-компоновочных схем:
·самоходных орудий (на колесном шасси или гусеничном ходу);
· наземных буксируемых орудий (рис. 1.1,а -1.1,б -1.1,в)
Рис.1.1,а ЗИС-3
Рис.1.1,б Расчетная схема полевого буксируемого орудия
Рис.1.1,в Упрощенная расчетная схема полевого буксируемого орудия
q 1 =xc, q 2 = уc, q 3 = q, q 4 = j, q 5 =S
· наземных орудий на сошниковых опорах (рис. 1.2);
Рис. 1.2. Расчетная схема полевого орудия с круговым обстрелом
· корабельных (рис.1.2 и рис.3.1) и т.д.;
Рис. 1.3. Выбор осей координат для расчета качки корабля на волнении
Предположение об абсолютной жесткости таких основных элементов конструкции, как качающаяся часть (откатные части массой m4 и люлька массой m3), верхний станок массой m2, нижний станок массой m1 (без учета станин), деформации которых малы по сравнению с перемещениями их как абсолютно твердых тел, позволяет заменить инерционно-упругую систему с бесконечным числом степеней свободы системой, состоящей из конечного числа сосредоточенных масс (m 1 , m 2, m 3 , m 4) и упруго-демпфирующих безынерционных связей.
Что касается станин, то из-за высокой частоты их собственных колебаний (даже по первому тону) можно учитывать только статический прогиб. Инерционное сопротивление станин можно определить с помощью коэффициентов приведения в уравнениях движения нижнего станка.
В результате расчленения конструкции на массивные, упругие и демпфирующие элементы в качестве единой математической модели артиллерийского орудия при выстреле была принята четырехмассовая механическая система, конфигурация которой определяется четырнадцатью обобщенными координатами:
* по шесть степеней свободы у откатных частей (x 2, y 2, z 2, y2, q2, j2) (рис. 1.1 и рис. 1.2)
* и нижнего станка (x 1, y 1, z 1, y1, q1, j1) или корабля (x, y, z, y, J, j) (рис. 1.3),
* а также относительные угловые смещения качающейся части b и верхнего станка a.
Люлька допускает не только смещения откатных частей в направлении отката (x 2 = S), но линейные и угловые смещения откатных частей (y 2, z 2, y2, q2, j2) за счет местных податливостей люльки.
Полученная в результате дискретизации механическая система с конечным числом степеней свободы может быть описана совокупностью взаимосвязанных обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений в форме уравнений Лагранжа II рода.
Основная идея используемого метода раскрытия локальных нелинейностей заключается в том, что нелинейные упругие и демпфирующие безынерционные связи разрываются в местах сочленения различных элементов конструкции, а также в местах стыковки откатных частей с люлькой и нижнего станка с основанием и заменяются соответствующими реакциями разорванных связей. В этом и состоит содержание принципа освобождения от связей, позволяющего несвободную механическую систему рассматривать как динамически свободную, но уже с включением в число действующих активных сил реакций разорванных связей [3]. Отметим, что для такого свободного движения уравнения связи являются интегралом движения и они должны быть учтены при интегрировании дифференциальных уравнений разных подсистем совместно.
Матричные преобразования координат, устанавливающие связь между прямоугольными и обобщенными координатами, позволяют построить инерционные матрицы в уравнениях движения для двух подсистем «откатные части» и «лафет» в отдельности. Структура матрицы обобщенных сил определяется от всех заданных активных сил, действующих на систему, и сил (моментов) трения. Уравнения движения записывают в матричной форме в виде блок-матриц для двух подсистем «откатные части» и «лафет», стыковка которых осуществляется через реакции взаимодействия откатных частей с люлькой.
Данная математическая модель позволяет провести обширные исследования на ЭВМ и составить полную картину о перемещениях, скоростях и ускорениях частей орудия, а также действующих на них нагрузках. На основании полученных данных можно:
– провести кинематический расчет поведения орудия при выстреле, в результате которого можно оценить точность наводки, ускорения в местах расположения боевого расчета;
– провести частотный анализ и рекомендовать оптимальные значения конструктивных параметров орудия;
– установить наиболее неблагоприятные случаи нагружения, а также при необходимости назначить приемлемые углы вертикального и горизонтального наведения (ограничить зону обстрела);
– сопоставить различные по форме и величине нагружающие импульсы и выбрать оптимальный из них с учетом динамических характеристик орудия;
– уточнить критерии устойчивости.
Орудие устойчиво, если динамические характеристики (перемещения линейные и угловые, и их скорости и ускорения) основных его элементов при выстреле не выходят за допустимые пределы и существенно не влияют на ухудшение его тактико-технических свойств.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 82 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Некоторые сведения о методиках расчета динамических моделей объектов вооружения | | | Материал предоставлен в ознакомительных целях ! |