步兵自动武器现代设计理论与方法

第1章 绪论

1.1 自动武器研制模式

1.1.1 自动武器特点

1.1.2 自动武器研制模式

1.1.3 存在问题

1.2 自动武器现代设计方法

1.2.1 身管热弹设计方法发展概况

1.2.2 枪械人机工效设计方法发展概况

1.2.3 自动武器模块化设计方法发展概况

1.2.4 自动武器多体动力学建模理论发展概况

1.2.5 自动武器虚拟样机技术发展概况

1.2.6 自动武器动态设计方法发展概况

1.2.7 自动武器优化设计方法发展概况

1.2.8 自动武器效能评估方法发展概况

第2章 自动武器身管热弹设计理论与方法

2.1 自动武器身管工作过程与作用载荷

2.1.1 自动武器身管工作过程

2.1.2 自动武器身管作用载荷

2.2 自动武器身管瞬态温度场分析方法

2.2.1 身管传热的瞬态温度场基本方程

2.2.2 身管瞬态温度场有限元基本方程

2.2.3 身管瞬态温度场的有限元算法

2.2.4 身管有限元网格划分

2.2.5 身管瞬态温度场计算实例

2.2.6 身管瞬态温度场的参数影响分析

2.3 自动武器身管热固耦合应力场分析方法

2.3.1 身管热固耦合应力场基本方程

2.3.2 身管热固耦合模型变分原理

2.3.3 身管热固耦合应力场的有限元计算

2.3.4 身管热固耦合瞬态应力场计算实例

2.3.5 身管热固瞬态耦合应力场的分析

2.4 自动武器身管寿命预测方法

2.4.1 自动武器身管寿终的评判标准

2.4.2 身管寿命的预测模型

2.4.3 身管寿命预测计算举例

第3章 枪械人机工效设计方法

3.1 枪械人机工效概述

3.1.1 枪械人机工效定义

3.1.2 枪械人机工效设计步骤

3.2 面向人机工效的枪械总体设计

3.2.1 枪械重量和重心位置

3.2.2 枪械外形尺寸

3.2.3 枪械后坐力

3.2.4 人机操作可靠性

3.2.5 枪口噪声

3.3 枪械部件人机工效设计

3.3.1 枪托和抵肩的设计

3.3.2 瞄准装置的设计

3.3.3 抛壳窗的设计

3.3.4 扳机的设计

3.3.5 握把的设计

3.3.6 拉机柄的设计

3.3.7 下护木的设计

3.3.8 脚踏与座椅的设计

3.4 枪械人机工效评价方法

3.4.1 实验法

3.4.2 分析法

3.4.3 实际运行法

第4章 自动武器模块化设计方法

4.1 自动武器通用化设计

4.1.1 基本概念

4.1.2 自动武器通用化类型

4.1.3 自动武器通用化方法

4.1.4 自动武器通用化程度的评定

4.2 自动武器系列化设计

4.2.1 基本概念

4.2.2 自动武器系列化类型

4.2.3 自动武器系列化设计方法

4.2.4 自动武器系列化过程

4.3 自动武器模块化概念和原理

4.3.1 基本概念

4.3.2 自动武器模块化的意义

4.3.3 自动武器模块化的难点

4.3.4 自动武器模块化原理

4.4 自动武器模块化设计方法

4.4.1 自动武器模块化设计过程

4.4.2 自动武器模块划分准则

4.4.3 自动武器模块分解方案

4.5 自动武器模块接口设计

4.5.1 自动武器模块接口分类

4.5.2 自动武器模块接口可通用程度分析

4.5.3 自动武器模块接口设计

4.6 模块化枪族设计实例

4.6.1 模块化枪族系统的关键参数确定

4.6.2 模块化枪族系统方案设计

4.6.3 模块化步枪系统重量匹配分析

4.6.4 模块化枪族系统动力参数匹配计算

第5章 自动武器多体动力学建模理论与方法

5.1 自动机多刚体动力学分析

5.1.1 多刚体建模理论

5.1.2 自动机动作原理分析

5.1.3 典型约束类型和边界条件分析

5.1.4 自动武器工作载荷分析

5.1.5 典型发射机构动作可靠性分析

5.1.6 典型自动机动力学仿真分析

5.2 自动武器刚柔耦合动力学分析

5.2.1 多柔体系统动力学建模

5.2.2 自动武器零部件柔性体建模方法

5.2.3 典型自动武器刚柔耦合动力学分析实例

第6章 自动武器动态设计方法

6.1 有限元法基本原理

6.1.1 概述

6.1.2 有限元法基本原理

6.2 自动武器有限元建模方法

6.2.1 分析目标

6.2.2 模型假设与简化

6.2.3 单元类型选取与网格划分

6.2.4 载荷确定

6.2.5 特殊边界条件的处理

6.3 自动武器固有频率和模态分析

6.3.1 某12.7 mm机枪有限元模型的建立

6.3.2 桌12.7 mm机枪的固有频率和模态计算结果与分析

6.4 自动武器发射动力学响应分析

6.4.1 典型自动武器发射动力响应线性有限元分析

6.4.2 典型自动武器发射动态响应非线性有限元分析

6.5 自动武器参数灵敏度分析

6.5.1 结构灵敏度分析

6.5.2 基于理论公式的灵敏度分析方法

6.5.3 基于有限元法的灵敏度分析方法

6.5.4 灵敏度在自动武器设计中的作用

第7章 自动武器虚拟样机技术及应用

7.1 自动武器虚拟样机分析过程与方法

7.1.1 概述

7.1.2 对象分析及简化

7 建模与求解

7.1.4 模型验证

7.1.5 虚拟样机计算与参数优化

7.2 自动武器虚拟样机建模环境与工具

7.2.1 自动武器虚拟样机建模工具分类

7.2.2 多体系统动力学软件

7.2.3 有限元分析软件

7.2.4 协同仿真方法

7.3 协同仿真在自动武器设计中的应用

7.3.1 某单兵火力系统的协同仿真建模

7.3.2 某单兵武器系统“弹道一武器”协同仿真

第8章 自动武器总体优化设计

8.1 多学科优化设计方法

8.1.1 优化设计算法

8.1.2 多学科优化设计策略

8.2 某单兵武器系统全弹道优化设计

8.2.1 全弹道优化设计模型及耦合关系

8.2.2 全弹道优化设计模型

8.2.3 全弹道优化设计结果

8.3 自动机优化设计方法及实例

8.3.1 自动机性能分析模型

8.3.2 自动机优化设计模型

8.3.3 优化设计计算结果

8.4 机枪系统的多学科优化设计

8.4.1 系统级模型的建立

8.4.2 子系统模型的建立

8.4.3 协同优化模型建立

8.4.4 优化计算结果

第9章 自动武器效能评估方法

9.1 自动武器效能评估概述

9.2 自动武器性能指标参数提取

9.2.1 自动武器目标分析

9.2.2 自动武器功能和要素分析

9.3 自动武器性能评估指标体系的建立

9.3.1 性能评估指标选择的原则

9.3.2 基于任务剖面的指标体系建立方法

9.3.3 自动武器性能评估指标体系

9.4 自动武器系统效能评估方法

9.4.1 基于层次分析法的相对系统效能模糊综合评价

9.4.2 基于SEA的枪械系统作战效能分析

9.4.3 基于数据包络分析（DEA）的稳健评估方法

9.4.4 基于区间数的灰色关联法

参考文献

《步兵自动武器现代设计理论与方法》根据自动武器现代设计理论与方法的应用需求、研制特点和现状，结合实例，论述了与自动武器核心部件——身管和自动机设计与分析相关的新理论及方法，包括身管瞬态温度场分析方法、身管热固耦合应力场分析方法、身管寿命预测方法和自动机运动学／动力学分析；以人机工效设计和模块化设计方法为依据，论述了枪械设计中主要外形尺寸和性能参数的确定及人机工效评价方法、模块划分的准则和接口设计，并通过实例说明模块化设计方法和步骤；采用多刚体动力学和多柔体动力学理论，论述了自动武器多刚体和刚柔耦合动力学建模、仿真环及分析过程；基于有限元理论和应用力学基础，描述了研究自动武器固有频率和模态分析、发射动力学响应分析和参数灵敏度分析的方法与过程，给出了自动武器动态设计方法；结合自动武器协同仿真实例描述了虚拟样机技术在自动武器设计中的综合应用；基于多学科优化设计理论，通过实例论述了自动武器总体优化设计理论及方法。最后论述了自动武器效能评估指标提取、评估体系和系统效能评估方法。
　　《步兵自动武器现代设计理论与方法》可供从事自动武器研究的科研人员、工程技术人员使用，也可作为高等院校博士研究生、硕士研究生和高年级本科生的教学参考书。