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1、武器上架的受力分析（以回转部分为研究对象）,火炮大架受力（以全炮为研究对象）,传统的武器动力学小结,1）火炮武器发射时只有后坐部分沿摇架导轨作后坐与复进运动，其它部件保持静止平衡状态。 2）火炮发射时的主动力可以等效成一个力和一个力矩，即作用在后坐部分质心、沿后坐方向、大小与后坐阻力相等的力；以及大小等于炮膛合力与动力偶臂乘积，方向取决于动力偶臂符号的力矩。 3）火炮所有部件（除后坐部分外）的受力均是在静止平衡的基础上（建立力或力矩的平衡方程）获得的。 4）忽略所有构件的弹性变形。,传统的武器动力学所存在的问题,不能求解弹丸出炮口瞬间的炮口扰动问题，从而很难用于指导火炮武器系统的总体设计，例如
2、武器的射击精度问题； 不能获得火炮武器发射时各部件的动态响应问题，例如火炮各部件的真实受力随时间变化的规律，从而无法准确地指导火炮武器的结构设计； 不能提供反映武器系统的动力学方程，从而无法进行火炮武器的总体结构参量优化设计，而这恰恰是武器系统的总体方案论证和总体性能评估所急需的。,2.3 武器系统动力学所面临的课题,射击精度是武器系统的重要指标之一，它关系到武器打得准不准，尤其是现代战争强调首发命中率或首群覆盖率，因此如何提高武器的射击精度是武器设计人员一直关心的问题。研究表明，炮口扰动是影响火炮射击精度的主要因素之一，如何准确地揭示武器系统的运动规律，尤其是弹丸出炮口瞬间的线位移、线速度、
3、角位移、角速度，定性定量地提出减小炮口扰动的有效措施，为武器设计提供理论依据，成为武器系统动力学的重要研究内容。,！,减轻武器重量，提高武器机动性，保证武器发射时的安全性和可靠性是武器系统动力学研究的另一重要目的。通过求解武器系统动力学微分方程组获得武器主要零部件的受力，如反后坐力，摇架耳轴受力，履带张力等动力谱，为武器零部件的结构分析和强度设计提供了可靠的动力谱，为减轻武器重量和提高武器机动性，保证武器的安全性和可靠性提供了理论依据。,以武器系统动力学模型（微分方程组）为伴随条件，利用现代优化理论，建立多目标多变量的优化模型，寻求武器总体结构参数和物理参数的合理匹配和优化，为武器系统的总体方
4、案和总体设计提供决策依据，可以避免设计的盲目性和设计失误，这对武器设计具有重要的指导意义，也是武器工作者长期以来一直关心的热点问题之一。,研究自行武器行进间的动态特性和动力响应，解决自行高炮、坦克炮和反坦克炮行进间射击的射击精度和作战效能等难题，建立相应道路谱下的自行武器行进间武器系统动力学模型，这将对自行武器的总体设计和系统优化提供理论和技术支撑。,第三章 武器多体系统动力学,刚体动力学基础 ； 多刚体系统动力学的基本概念 ； 多体系统动力学建模与求解的一般过程 ； 多刚体系统运动学 ； 多刚体系统动力学 ； 计算多刚体系统动力学自动建模理论 ； 多柔体系统动力学建模理论 ； 多体系统动力学
5、方程的数值求解 。,在本章中，为了能建立有效的武器多体系统动力学模型， 将对以下基本内容进行初步的讨论和分析：,3.1 刚体动力学基础,3.1.1 几个常用的数学公式 1）矢量基矢量：三个汇交于O点的正交单位矢量 称为基矢量，它们组成的右手正交参考坐标系称为基。同一基的基矢量之间满足以下正交条件：,基矢量列阵：将基矢量 排成列阵作为基的表达形式，称为基矢量列阵，计作 ，即任意矢量 的表达形式：矢量的几个运算规则：称为 在基 上的坐标矩阵，,2）张量 定义：把两个矢量并排地写在一起（并矢），形成张量。通常，把 记作张量 的矩阵形式，即运算规则：,上述特性的证明留作课外作业,与第一次转动类似，把 换成,回转中心线,耳轴中心线,高阶无穷小为0,
