基于虚拟样机技术的某型摆臂机构研究
2021-11-18刘大庆邱群先
计算机仿真 2021年1期
刘大庆,李 伟,邱群先
(中国船舶重工集团公司第七一三研究所,河南 郑州,450015)
1 引言
舰炮作为海军的主战武器,在海战中发挥着不可替代的作用。作为传统武器系统,舰炮对自动化程度和可靠性要求很高,其发射系统及供补弹技术一直是研究的重点和难点所在,供弹系统的性能好坏对舰炮的综合性能指标有着很大的影响[1]。目前世界中大口径舰炮供弹系统大都已经实现自动化,摆臂机构作为供弹系统的中间环节,在整个供弹路径中起到了非常重要的作用,也广泛应用于国内外中大口径舰炮的供弹系统中。
虚拟样机技术(Virtual Prototyping Technology,VPT)是一项新生的工程计算方法。采用计算机仿真与虚拟技术,在计算机上通过CAD/CAE/CAM等技术把产品的资料集成到一个可视化的环境中,实现对产品的仿真、分析[2]。对于复杂的动力系统,如果采用传统的研究模式,不仅耗费大量时间,而且具有很大不确定性,非常有必要借用虚拟样机技术来进行检验和模拟[3]。
某型舰炮的摆臂机构在设计时采取外置电机作为动力源,通过电机带动齿轮齿条,由齿条推动连杆带动摆臂摆动,完成弹药的交接。电机作为动力源,其动力传输到摆臂过程中经过几次动力转换和传递,最终控制摆臂按照预定的轨迹运动,传统的曲柄连杆机构计算方法在分析摆臂的运动过程中遇到较大困难,这种计算方法对电机的设计及控制所能提供的指导作用很有限[4]。因此,本文中采用MATLAB和ADAMS软件联合仿真,将虚拟样机技术应用于摆臂机构的计算仿真,通过仿真计算得到摆臂和电机的动力学特性曲线,重点关注摆臂电机的输出功率和扭矩,为电机的设计以及控制过程提供参考[5]。……
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