第1章 虚拟样机技术概述 1
1.1 虚拟样机技术的概念 1
1.2 虚拟样机技术的形成和发展 2
1.3 虚拟样机技术的特点及相关软件 3
1.3.1 虚拟样机技术的特点 3
1.3.2 虚拟样机技术的相关软件 4
1.4 虚拟样机技术的工程应用 6
1.5 虚拟样机技术的理论基础 7
1.5.1 基本概念 8
1.5.2 ADAMS多刚体动力学方程 9
1.5.3 ADAMS柔性多体系统动力学方程 11
参考文献 12
第2章 典型轻武器虚拟样机模型的构建 13
2.1 建立虚拟样机模型的一般步骤 13
2.1.1 三维实体建模 14
2.1.2 子系统关联模型 14
2.1.3 CAD三维模型导入ADAMS 15
2.2 建立虚拟样机模型的共性问题 16
2.2.1 约束关系的处理 16
2.2.2 作用力的处理 16
2.2.3 约束副和载荷的添加 17
2.2.4 模型的验证 19
2.3 典型轻武器装备虚拟样机模型的建立 20
2.3.1 某型手枪虚拟样机模型的建立 20
2.3.2 某型步枪虚拟样机模型的建立 24
2.3.3 某型狙击步枪虚拟样机模型的建立 29
2.3.4 某型通用机枪虚拟样机模型的建立 32
2.3.5 某型重机枪虚拟样机模型的建立 37
2.3.6 某型高射机枪虚拟样机模型的建立 39
2.3.7 某型自动榴弹发射器虚拟样机模型的建立 43
参考文献 45
第3章 基于虚拟样机模型的自动机运动分析 46
3.1 概述 46
3.2 自动机运动虚拟样机模型求解 47
3.2.1 自动原理和自动机工作循环图 47
3.2.2 自动机约束关系模型 49
3.2.3 自动机系统虚拟样机建模 51
3.2.4 自动机运动仿真分析 57
3.2.5 仿真计算结果精度分析 61
3.3 自动机运动Simulink模型求解 62
3.3.1 Simulink简介 62
3.3.2 自动机模型的Simulink描述 63
3.3.3 自动机Simulink模型的求解 69
参考文献 73
第4章 基于虚拟样机模型的人枪发射动力学分析 74
4.1 人体模型的建立 75
4.1.1 概述 75
4.1.2 LifeMod软件简介 76
4.1.3 人体环节的建立 77
4.1.4 关节模型的建立 79
4.1.5 肌肉模型的建立 81
4.2 人枪系统发射动力学模型的建立 82
4.2.1 人体各关节角度的求解 82
4.2.2 人枪之间相互关系的处理 85
4.2.3 人枪模型与地面之间相互关系的处理 86
4.3 人枪系统虚拟样机的建立 86
4.3.1 手枪系统人枪模型的建立 86
4.3.2 步枪多刚体人枪系统模型的建立 87
4.3.3 机枪系统人枪模型的建立 90
4.4 发射过程中人体的动力学响应 91
4.4.1 人枪接触位置处受力响应 91
4.4.2 身体关节受力响应 91
4.5 人体对射击精度的影响 92
4.5.1 跪姿单手无依托人枪系统的建立 92
4.5.2 立姿双手无依托人枪系统的建立 93
4.5.3 不同射击姿态对射击稳定性的影响 94
4.6 人机工效分析 95
4.6.1 人体肌肉模型 95
4.6.2 卧姿首发装填时人枪系统模型 96
4.6.3 拨弹滑板受力的求解 96
4.6.4 仿真结果与分析 104
参考文献 105
第5章 基于虚拟样机的结构动力学分析 107
5.1 动态稳定性原理 108
5.1.1 动态稳定性分析模型 108
5.1.2 动态稳定性影响因素分析 111
5.1.3 机枪动力学设计原则 112
5.2 结构动力学分析基本理论 113
5.2.1 有限元基本理论 113
5.2.2 试验模态分析基本理论 117
5.3 结构动力学试验研究 120
5.3.1 试验模态分析 120
5.3.2 动态响应测量 123
5.4 基于有限元的机枪结构动力学分析 125
5.4.1 机枪支撑系统分析模型 125
5.4.2 有限元分析一般流程 138
5.4.3 某型通用机枪动力学仿真分析 142
5.4.4 某型重机枪动力学仿真分析 147
5.4.5 某型高射机枪动力学仿真分析 151
5.5 刚柔耦合虚拟样机的动力学分析 152
5.5.1 ADAMS中使用柔性体的过程 152
5.5.2 架腿柔性化 153
5.5.3 几种典型轻武器刚柔耦合模型的建立 154
5.5.4 动态响应分析 155
参考文献 157
第6章 基于虚拟样机技术的结构参数优化 158
6.1 基于ADAMS的结构参数优化方法和步骤 158
6.1.1 基于ADAMS的结构参数优化简介 158
6.1.2 参数优化分析的一般步骤 160
6.2 全局参数优化方法及其应用 162
6.2.1 全局参数优化方法简介 162
6.2.2 某型自动手枪减后坐模型全局参数优化 168
6.2.3 某型大口径狙击步枪精度模型全局参数优化 172
6.3 部件结构参数优化 175
6.3.1 自动机结构参数优化 176
6.3.2 液压缓冲器结构参数优化 183
6.3.3 枪架结构参数优化 188
参考文献 205
第7章 基于虚拟样机平台的维修保障分析 206
7.1 基于虚拟样机的故障仿真研究 207
7.1.1 基于虚拟样机的故障仿真过程及功能 207
7.1.2 故障注入技术 209
7.1.3 某型5.8mm通用机枪常见故障仿真 211
7.2 基于虚拟样机的极限尺寸确定方法 215
7.2.1 正确确定修理规格的意义 215
7.2.2 极限尺寸与修理规格的关系 216
7.2.3 极限尺寸确定的依据 216
7.2.4 极限尺寸确定的方法 217
7.2.5 基于虚拟样机的极限尺寸确定方法 217
7.2.6 某型5.8mm通用机枪极限尺寸的分析 218
7.3 虚拟样机在维修训练中的应用 219
7.3.1 虚拟现实与维修 220
7.3.2 虚拟维修样机 222
7.3.3 虚拟维修平台规划 222
7.3.4 基于虚拟样机的轻武器虚拟维修系统 225
参考文献 229
第8章 虚拟样机技术应用前景展望 230
8.1 构建完备的轻武器虚拟样机群 230
8.2 建立轻武器协同建模与仿真平台 232
8.3 拓展和深化虚拟样机的应用领域 235
8.4 虚拟样机技术发展展望 238
参考文献 239