《火炮發(fā)射動力學(xué)概論》首先概要地介紹火炮發(fā)射動力學(xué)研究的重要意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,然后分章節(jié)介紹火炮發(fā)射動力學(xué)的基本理論與方法,包括火炮發(fā)射載荷建模理論、剛體動力學(xué)及多體系統(tǒng)動力學(xué)、射擊密集度數(shù)值計算、非線性有限元建模方法、總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法、常用軟件及建模仿真技術(shù)、發(fā)射動力學(xué)工程應(yīng)用等。
《火炮發(fā)射動力學(xué)概論》可作為武器系統(tǒng)與工程、武器發(fā)射工程等兵器相關(guān)專業(yè)高年級本科生的教科書或參考書,也可供兵器科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)學(xué)科專業(yè)的研究生、教師及工程技術(shù)人員參考。
隨著火炮武器系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)要求的不斷提高,火炮威力與機動性之間的矛盾越來越突出。傳統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計理論難以準(zhǔn)確地描述火炮發(fā)射過程的動力學(xué)現(xiàn)象及其相互作用機理,難以適應(yīng)現(xiàn)代火炮技術(shù)的快速發(fā)展和武器研制需求,因此迫切需要開展火炮發(fā)射動力學(xué)研究,揭示火炮發(fā)射過程中全炮及主要零部件的受力和運動規(guī)律,開展系統(tǒng)分析及優(yōu)化設(shè)計,為提高射擊密集度、剛強度、機動性、可靠性等綜合性能指標(biāo)提供理論基礎(chǔ)、測試方法和關(guān)鍵技術(shù)。
目前,國內(nèi)高校的兵器類專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了發(fā)射動力學(xué)課程,并作為重點課程來建設(shè),但已有的教材和著作尚不能充分適應(yīng)兵器類專業(yè)本科生教學(xué)的需要,尤其缺乏將火炮發(fā)射動力學(xué)理論與計算機建模仿真方法、火炮總體設(shè)計有機融合的教科書。所以,編著者在多年從事機械系統(tǒng)動力學(xué)、多體系統(tǒng)動力學(xué)、非線性有限元、火炮系統(tǒng)分析與優(yōu)化、火炮虛擬樣機技術(shù)等教學(xué)和科研實踐的基礎(chǔ)上,根據(jù)兵器類專業(yè)高年級本科生及研究生教學(xué)和科研需要,編撰了本書。
本書共分8章。
第1章簡要介紹火炮發(fā)射過程的基本原理和主要特征,分析傳統(tǒng)火炮設(shè)計理論面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),在此基礎(chǔ)上提出火炮發(fā)射動力學(xué)研究的重要性和主要內(nèi)容。
第2章介紹火炮發(fā)射載荷的建模理論和方法.包括發(fā)射載荷的傳遞過程、火炮主要零部件受力的建模理論和方法等。
第3章闡述火炮發(fā)射多體系統(tǒng)動力學(xué),包括剛體動力學(xué)基礎(chǔ)、多剛體系統(tǒng)動力學(xué)建模理論、數(shù)值求解方法、射擊密集度等。
第4章以ADAMS為軟件平臺,介紹火炮發(fā)射多體系統(tǒng)動力學(xué)的建模與仿真技術(shù)。
第5章介紹火炮發(fā)射動力學(xué)的有限元建模理論和方法,包括有限元方程及數(shù)值求解、網(wǎng)格劃分原則、有限元模型建立方法、火炮機構(gòu)接觸/碰撞、土壤非線性等。
第6章以HyperMesh和ABAQUS為軟件平臺,介紹火炮有限元前處理和仿真分析技術(shù)。
第7章闡述火炮總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法,包括復(fù)雜參數(shù)靈敏度分析、基于多體系統(tǒng)動力學(xué)和非線性有限元近似模型的火炮總體結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法。
第8章介紹火炮發(fā)射動力學(xué)在射擊穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)剛強度、射擊密集度、總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力學(xué)測試等設(shè)計分析中的工程應(yīng)用。
本書可作為武器系統(tǒng)與工程、武器發(fā)射工程等相關(guān)專業(yè)本科生高年級教材,總學(xué)時計劃32學(xué)時左右;也可供兵器科學(xué)與技術(shù)相關(guān)學(xué)科專業(yè)的研究生、從事火炮武器研制的科技人員作參考。
本書第3章、第4章、第7章和第1章、第2章、第8章(部分)由南京理工大學(xué)楊國來教授編寫,第5章、第6章和第1章、第8章(部分)由南京理工大學(xué)葛建立副教授編寫,第1章、第2章、第8章(部分)由南京理工大學(xué)孫全兆博士編寫,全書由楊國來教授統(tǒng)稿。由于編著者水平有限,書中難免有錯誤和不妥之處,懇請廣大讀者批評指正。