基于虚拟样机技术对手枪新型自动机的研究

2016-09-19山西中北大学机电工程学院魏松波王刚张小石

河北农机 2016年3期

关键词：后坐力弹壳枪机

山西中北大学机电工程学院　　魏松波　王刚　张小石

基于虚拟样机技术对手枪新型自动机的研究

山西中北大学机电工程学院魏松波王刚张小石

通过三维软件和虚拟样机技术对设计的新型自动机进行分析研究，验证自动机的可行性和能达到的效果，为进一步降低手枪后坐力提供理论依据。

自动机；后坐力；虚拟样机技术

引言

由于手枪经常是单手快速举枪射击，枪手在射击时，手枪套筒后坐的过程中，由于枪机的后坐力方向与手枪的质心不在同一条轴线上，这样套筒就会产生一个绕虎口握把点的翻转力矩，迫使枪口上跳，因为手枪的握把虎口处总是处于枪管轴线下，这是手枪设计过程中的一个问题，从原理上来说，这个原因造成的枪口上跳是不能避免的。同时枪机后坐到位时撞击套筒座，也会使手枪发生抖动，造成手枪的位置变动，影响了手枪的射击精度，降低了手枪的作战效能。而新型自动机可以减低枪机在后坐时的后坐力，减小对套筒座的撞击力，提高射击精度。本文通过对设计的新型自动机进行仿真，为在自动武器研究方面提供一定的理论参考。件进行建模，然后在相应的约束关系装配在一起形成某手枪自动机的三维实体模型，如图2所示。

图2　装配自动机的手枪整体模型

1　原理介绍

新型自动机采用的是能量迁移式原理，根据结构可以看出，当弹壳底火被击发后，弹壳开始向后运动，当弹壳与枪机发生碰撞后，和枪机一起后坐，与枪机相连接的连杆通过凸起的凸轮，拉动枪管绕其轴线开始回转，同时与连杆配合的偏移块开始向下方绕着固定销开始旋转。这样，新型自动机就把其后坐冲量一部分通过枪管回转内耗掉，一部分通过连杆向枪管下方迁移。这样，使枪机的转换质量增大，枪机速度减小。

图1　新型自动机各部件示意图

2.2仿真时采用的基本假设

如果考虑所有因素的影响，会使仿真过程变得异常繁琐，而且工作量会非常大，为了使仿真尽量接近实际情况，本文忽略一些次要因素的影响，对仿真做了一些假设：

（1）忽略活动构件在实际运动过程中产生的变形；

（2）假设所有的接触面摩擦系数一致；

（3）假设活动构件均为刚性连接；

（4）内弹道计算过程符合火药燃烧理论的基本假设。

2.3新型自动机虚拟样机模型的建立

将在UG软件中装配好的模型通过文件的导出命令导出成为Parasolid格式的文件，通过ADAMS软件的导入命令，将在UG中导出的文件导入在ADAMS软件中。导入后在ADAMS/View界面模型如图3所示。

2　自动机虚拟样机模型的建立

图3　新型自动机虚拟样机模型

2.1新型自动机构件模型的建立

利用三维建模UG分别自动机各构

在虚拟样机中模型参数的修改，各构件的命名，各构件材料属性的定义，要考虑各构件之间的配合约束关系。

在本模型中，套筒座与地面为固定副，套筒座与偏移块壳为固定副，套筒与套筒座为固定副，拉机炳与枪机为固定副，连杆与枪机为固定副，销与偏移块壳为固定副，枪管座与套筒座为固定副，枪机与套筒为平移副，偏移块与销为旋转副，枪管与枪管座之间为旋转副，拉壳钩与枪机为旋转副，套筒座与连杆由复进簧连接。枪管与连杆之间为接触副，连杆与偏移块之间为接触副，偏移块与偏移块壳之间为接触副，弹壳与枪管座、枪机、套筒之间为接触副。

2.4内弹道力

由于枪机的后坐力是与弹壳之间的碰撞获得的，要仿真枪机的运动形式，就必须算出手枪弹压力，该枪采用的是9mm巴拉贝鲁姆手枪弹，用MATLAB软件算出弹壳内的时间膛压曲线，如图4所示。