某车载速射迫击炮人机工程分析研究

摘要

本文以某车载速射迫击炮为研究对象，应用人机工程学理论及虚拟样机技术，对高低机和方向机手轮及炮弹装填过程进行了人机工程学分析，对车载炮行驶舒适性进行了分析。主要研究内容如下:
　　1、对手控操作装置的设计要求、设计原则、操纵阻力进行了研究。对于坐姿操作时操作面高度，膝盖容纳范围、水平、垂直及坐姿空间操作范围进行了分析。
　　2、应用了三维软件Pro/E建立某车载速射迫击炮手轮的三维结构图，并将其三维优化模型导入JACK软件中，应用JACK软件创建我国成年男性人体模型，利用JACK软件中的人因分析工具，对人体的可达域、工作姿势、人体受力及快速上肢进行了分析，对车载速射迫击炮高低机和方向机手轮进行了人机工效评估。讨论了高低机手轮的高度、转动频率及正反转对炮手操作的影响。
　　3、对装填过程进行建模，分析了装填手装填时可达域，研究装填炮弹的工作姿势，分析工作姿势对装填手操作的影响，对不合理之处提出改进意见。具体分析了装填手在装填过程中的静态强度和搬运受力，进行了装填安全性和劳动强度分析，针对车载炮装填过程中出现的人机功能分配问题进行了分析，改善装填过程的人机环境。
　　4、主要研究了某车载速射迫击炮在行驶过程中，在不同的路面状况下以及不同车速下对于乘员乘坐舒适性的影响。运用了ADAMS软件建立整车实体模型，并用MATLAB软件建立B级随机路面，选择加速度均方根值作为人体舒适性的评价标准，在不同速度下进行了行驶舒适性分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 火炮人机环境系统工程

1．3 国内外研究现状

1．4 研究的主要内容

2 手轮操作人机工效分析

2．1 手轮装置设计的人机工程问题

2．1．1 手控操作装置设计要求

2．1．2 动作节约原则

2．1．3 操纵阻力

2．1．4 手轮装置尺寸分析

2．2 坐姿操作空间尺寸

2．2．1 操作面

2．2．2 操作范围

2．2．3 膝盖容纳空间

2．3 手轮操作人机问题分析及流程

2．3．1 人机工程问题分析

2．3．2 人机工效分析流程

2．4 人机工效分析建模

2．4．1 人体模型的构建

2．4．2 手轮模型的构建

2．5 手轮操作工效分析

2．5．1 可达域分析

2．5．2 快速上肢评估

2．5．3 工作姿势分析

2．6 人体受力分析

2．6．1 下背部受力分析

2．6．2 肩部受力分析

2．6．3 正反转对人体受力的影响

2．6．4 转动频率对人体受力的影响

2．7 本章小结

3 车载速射迫击炮装填过程分析

3．1 车载炮装填过程人机工程分析

3．1．1 车载炮装填过程

3．1．2 装填过程人机问题

3．1．3 装填过程建模

3．2 装填过程工效分析

3．2．1 可达域分析

3．2．2 工作姿势分析

3．2．3 静态强度分析

3．2．4 搬运受力分析

3．3 装填过程安全性分析

3．4 劳动强度分析

3．5 本章小结

4 车载速射迫击炮行驶舒适性分析

4．1 虚拟样机技术及ADAMS

4．1．1 虚拟样机技术

4．1．2 多体动力学方程的建立与求解

4．2 车架模态分析

4．3 车载速射迫击炮模型的建立

4．3．1 车载速射迫击炮全炮拓扑结构

4．3．2 车载速射迫击炮三维建模

4．3．3 在Adams平台上建立动力学仿真模型

4．4 随机路面模型建立

4．4．1 随机路面不平度时域模型建立

4．4．2 随机路面的仿真生成

4．5 舒适性评价标准

4．5．1 振动的影响

4．5．2 振动环境下舒适性评价

4．6 车载速射追击炮行驶动力学仿真

4．7 本章小结

5 全文总结

5．1 论文总结

5．2 论文展望

致谢

参考文献