[发明专利]一种确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法

说明书

本发明公开了一种确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法，其步骤为：S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建并定义物理参数；S2、构建惯性坐标系、惯导坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系间关系；S3、定义系统物理参数、运动学参数、缓冲间隙和外界激励；S4、构建缓冲装置的六自由度动力学方程；S5、根据外界冲击计算并基于设计裕度得到y向和z向缓冲间隙设计量Ly和Lz；该确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法计算简便，易于操作，结果准确性和可靠性高，能够有效保证惯导系统衰减大冲击缓冲装置的使用安全性，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及惯导系统衰减大冲击缓冲装置技术领域，特别涉及一种确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法。

背景技术

火炮用惯导系统安装在炮管上，发射炮弹时冲击力很大，远远超过惯导系统的承受范围，因此必须使用能够衰减大冲击的缓冲装置将冲击量级衰减到惯导系统可以承受的范围。考虑到衰减大冲击的要求以及空间体积的限制，已公开专利CN20248550U提供了一种惯导系统衰减大冲击的缓冲装置，其具备冲击响应小、冲击位移空间充分的要求，已经广泛配备于火炮用惯导系统。

随着武器装备小型化设计与实施的深入推进，惯导系统衰减大冲击缓冲装置受到的空间体积限制更加严苛，缓冲装置必须开展小型化设计。其中，缓冲间隙是惯导系统衰减大冲击缓冲装置小型化设计的重要参数。若结构设计预留的缓冲间隙小于实际的缓冲间隙，将会导致在发射炮弹过程中惯导系统碰撞缓冲装置，造成惯导系统损坏的严重后果；若结构设计预留的缓冲间隙大于实际的缓冲间隙，将会导致缓冲装置总体尺寸增大，无法满足小型化的要求。因此，确定缓冲装置缓冲间隙是其小型化设计的关键技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决上述技术问题实现确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法，步骤如下：

S1、对每个橡胶减振器进行六向刚度阻尼模型构建，并定义橡胶减振器的六向刚度阻尼模型的物理参数，包括其三个线性方向的刚度和阻尼、及三个扭转方向的刚度和阻尼；

S2、构建惯性坐标系、惯导坐标系以及减振器坐标系，并定义各坐标系之间的关系；

S3、定义系统物理参数，包括惯导和缓冲装置支架的组合重量，惯导和缓冲装置支架的组合相对于惯导坐标系的转动惯量，缓冲装置相对于惯导坐标系的阻尼矩阵，以及缓冲装置相对于惯导坐标系的刚度矩阵；定义运动学参数，包括惯导相对缓冲装置底座的位移分量、以及惯导相对缓冲装置底座的旋转角度分量；定义缓冲间隙为惯导在减振器缓冲过程中相对缓冲装置底座的位移；定义外界激励由外界运动输入的各分量组成；

S4、基于步骤S3定义的系统物理参数、系统运动学参数和外界激励，构建缓冲装置的六自由度动力学方程；

S5、根据外界冲击计算得到y向缓冲间隙计算值的最大值和z向缓冲间隙计算值的最大值，进而基于设计裕度，得到第一缓冲间隙设计量Ly和第二缓冲间隙设计量Lz。

2、根据权利要求1所述的确定惯导系统衰减大冲击缓冲装置缓冲间隙的方法，其特征在于，步骤S1的具体实施步骤为：

S101、以单个橡胶减振器的重心为原点，将橡胶减振器底座的前端面的法线方向定义为前向轴方向，将橡胶减振器底座的右端面的法线方向定义为右向轴方向，将橡胶减振器的顶面的法线方向定义为天向轴方向；则第n个橡胶减振器坐标系的三个轴分别为：前向轴J_nR_n、右向轴J_nP_n和天向轴J_nS_n，n＝1,2,3,4；