专利名称：炮塔转动惯量实验测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种炮塔转动惯量实验测试装置。具体地讲，本实用新型涉及自行火炮炮塔和坦克炮塔绕其回转中心转动的转动惯量实验测试装置。
过去，人们获取炮塔转动惯量参数时，常用简化计算的方法。由于炮塔结构复杂，致使转动惯量计算值与实际值有一定误差。尽管计算机技术和火炮CAD技术的发展为炮塔转动惯量计算提供了强有力的工具，但更精确地获取转动惯量值也非易事。
实验测试手段和技术的发展，为物体转动惯量的测量提供了各种方法。常用的方法有摆动法、扭振法、滚摆法和落体法等。
采用摆动法时，将被测构件支承在水平的三角刀口上，使它作微幅摆动或者将被测构件用轴承置于水平位置，在轴承的一端悬挂一已知转动惯量的构件，使它与被测构件一同作微幅摆动。扭振法就是将被测构件用一根扭转刚度已知的钢丝悬挂起来，使构件作微幅扭振，或用三根等长的钢丝把被测构件悬挂起来，三个悬挂点三等分圆周，使构件作微幅扭振。滚摆法就是将被测构件放置在一圆弧形支架上，使构件作微幅滚摆。落体法就是将被测构件用轴承置于水平位置，轴的一端安装在细绳上，当重物下落时，带动被测构件转动。除落体法用测量重物下落时间来求取被测构件转动惯量外，其余方法都是测量被测物体运动周期。上述测量方法要求①被测构件与其安装支架分离；②被测构件一般重量和体积不能太大；③要有专用的测试台架。自行火炮炮塔重量一般有数吨重且体积庞大，只有在射击状态时，炮塔内外所有的附加物才比较齐全，在这种状态下测试转动惯量更具实际意义。因此现用的转动惯量测试方法都不能直接应用于炮塔转动惯量测量，必须另辟蹊径。
本实用新型的目的是通过下述方法和装置实现的炮塔和底盘不分离，炮塔和底盘处于正常工作状态。首先解除炮塔方向机约束，使炮塔能绕其回转中心自由转动。然后在炮口两外侧且与炮膛轴线垂直方向上各连接一弹簧，弹簧的另一端与固定不动物体相连。这时，炮塔为一转动弹簧系统，在某一外界初始扰动条件下，炮塔会发生自由衰减振动。当已知弹簧刚度系数且测出炮塔振动周期后，就可确定炮塔转动惯量。
振动理论指出，当一振动系统为弱阻尼时，阻尼对振动系统周期影响较�。梢月愎こ滩饬烤�。解除方向机约束的炮塔弹簧振动系统就是一个弱阻尼系统。
本实用新型与传统方法相比有明显优点。如果一个回转体重量轻、体积�。敲矗钟凶吡坎馐苑椒ň涂梢灾苯硬捎谩５捎谧孕谢鹋谂谒坏亓亢苤兀移浣峁垢丛樱谒系哪承┙峁购偷着塘樱槐阌诜掷耄蛎挥邢殖煞椒ǹ梢圆捎�。本实用新型提出的转动惯量测试方法不必使炮塔和其底盘分离，由于底盘相当于一个测试平台，故本实用新型不必建造专用测试平台。综上所述，本实用新型与传统方法相比，方法简单，数据可靠，快速准确，对测试环境要求低，可以现场测试。
本实用新型可用于自行火炮、坦克等炮塔绕其回转中心转动时的转动惯量实验测试。
设炮塔(包括炮管)绕其回转中心转动惯量为I，炮口相连的弹簧刚度为k，炮口弹簧作用点A距炮塔回转中心距离为l。在静平衡位置取坐标系xyo，规定逆时针转动时，炮塔绕其回转中心转动的角位移θ为正。在时间t＝0时，使炮塔按图示方向发生一微小角位移θ，这时，炮口便受有弹性恢复力2klθ，它对o点力矩为-2kl2θ，系统依靠这种弹性恢复力矩维持自由振动。由炮口安装的加速度传感器4测量系统振动周期，并由记录仪器5记录。
炮塔转动惯量实验测试原理如下a.火炮放在平坦的地面上，调整炮塔转动平面使其呈水平状态，以消除重力对测试结果的影响。
b.解除方向机对炮塔的转动约束。
c.在炮口A点(见附图
)左右两侧沿水平方向各连接一刚度系数为k的线弹簧，该弹簧的另一端与一固定不动物体相连，并使两弹簧处于拉伸状态。
d.测量炮口A点到炮塔回转中心o点的距离l。
e.在炮口一外侧沿弹簧轴线方向固定一加速度传感器。
f.沿弹簧轴线方向推动炮口，使其偏离静平衡位置一微小位移，然后突然释放。这时炮塔连同身管一起作自由衰减振动。
g.测量身管自由衰减振动周期T。
h.根据公式 计算炮塔绕其回转中心的转动惯量。
i.炮塔复原。
权利要求1.一种由炮塔、身管、弹簧、加速度传感器和记录仪器组成的炮塔转动惯量实验测试装置，其特征在于炮塔和底盘不分离，炮口两侧连接有弹簧，其弹簧的另一端和一固定物体相连，在外界扰动和弹簧恢复力作用下，炮塔绕其回转中心作自由振动，通过测量炮口振动周期，从而获得炮塔转动惯量。
专利摘要本实用新型公开了一种炮塔转动惯量实验测试装置,用以解决自行火炮和坦克等炮塔绕其回转中心的转动惯量实验测试。将自行火炮或坦克放在平坦的地面上,炮塔和底盘不分离,解除炮塔方向机对炮塔转动的约束。在炮口左右各连接一弹簧,其弹簧另一端与固定不动物体相连。给炮塔一扰动,使其产生自由振动,通过测量炮口振动加速度及振动周期,从而得到炮塔绕其回转中心的转动惯量。
文档编号G01M1/00GK2498598SQ0026246
公开日2002年7月3日 申请日期2000年12月1日 优先权日2000年12月1日
发明者吴三灵, 王宝元, 温波 申请人:王宝元, 吴三灵, 温波
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