关键词：火炮 稳定性 虚拟样机 优化设计 灵敏度分析 

摘要：传统的火炮设计和分析均基于"平面、对称和静平衡"三个基本假设,实际上是一种静态的分析方法,尽管在工程实践中引入了多种经验符合系数,但是火炮分析结果和试验的一致程度不能令人满意.这是因为火炮的射击过程是一个动力学过程,需要采用动力学分析方法.虚拟样机技术的出现为火炮射击稳定性研究提供了新的方法,文中在建立火炮动力学模型的基础上,通过选取火炮结构参数对火炮射击稳定性进行研究,利用虚拟样机分析高低机刚度和阻尼、大架刚度和阻尼、土壤介质刚度和阻尼、后坐质量偏心和耳轴位置偏心对火炮射击稳定性的影响.通过引入改进的相对灵敏度分析公式,解决具有不同量纲的影响因素的比较问题,进而确定影响火炮射击稳定性的重要结构参数.针对目前优化技术存在的局限性,以火炮射击稳定性为目标,采用优化子空间的逐层优化方法对火炮射击稳定性进行研究,找到一组使火炮稳定性最优的结构参数,证明虚拟样机技术对火炮系统动态特性仿真的可行性和优越性.最后,展望了虚拟样机技术在武器装备领域应用的前景.

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