«Конструкторское бюро приборостроения» проводит исследования динамики механических систем в среде MATLAB и Simulink по 3D-модели
13 декабря 2012
«В КБП успешно используется среда MATLAB и Simulink для разработки и проведения инженерного анализа изделий» – Понятский В.М., Федорищева В.Г., Кислинский И.В., ОАО «КБП».
ОАО «Конструкторское бюро приборостроения» (КБП) – одна из ведущих проектно-конструкторских организаций оборонного комплекса России, коллективом которой разработано, освоено в серийном производстве и сдано на вооружение Российской армии более 150 образцов вооружения и военной техники.
КБП является головным разработчиком при создании сложных образцов вооружения и координирует работу большого количества предприятий и организаций, включая институты Академии наук РФ и НИИ Министерства обороны, формирует идеологию и перспективы развития видов вооружения в государственном масштабе. КБП обладает мощной производственной базой, позволяющей серийно выпускать разрабатываемое вооружение.
В КБП успешно используется среда MATLAB и Simulink для разработки и проведения инженерного анализа изделий. Одним из проектов, в которых применялись инструменты MathWorks, была разработка пистолета-пулемета ПП-2000.
Задача
Исследовать динамику движения и вылета гильзы пистолета-пулемёта ПП-2000. Необходимо обеспечить прямолинейное движение гильзы в патроннике до удара и её свободное пространственное движение после удара.
Решение
Сначала была разработана 3D-модель ПП-2000 в CAD-системах (SolidWorks, ProEngineer и Autodesk Inventor). Затем, c помощью транслятора SimMechanics, она была импортирована и преобразована в математическую модель Simulink.
Далее, 3D-модель была доработана в среде MATLAB и Simulink с помощью стандартной библиотеки Simulink, SimMechanics и специализированной библиотеки. Добавлены силовые воздействия давления пороховых газов, прямолинейного движения гильзы в стволе, реализация модели нецентрального удара гильзы об упор (извлекатель).
Рис. 1. Модель пистолета-пулемёта ПП-2000
На рис. 1 приведена структурная схема Simulink. Жёлтым цветом выделена гильза и соединительными линиями показано взаимодействие с другими деталями, такими как выбрасыватель, остов затвора и упор.
Рис. 2. Визуализация модели пистолета-пулемёта ПП-2000
На рис. 2 приведена визуализация модели ПП-2000 в среде MATLAB и Simulink. Жёлтым цветом выделена гильза, вылетающая в окно. Данный рисунок является фрагментом (кадром) видеозаписи, произведённой в системе MATLAB.
Результаты
Сокращены сроки и затраты на разработку
После проведения необходимых испытаний на модели, изначальная CAD-сборка уточняется и дорабатывается, сокращая ненужные итерации на физических прототипах и материальные затраты на их создание.
Определены и исправлены ошибки
Полученная математическая модель позволила найти и исправить ошибки, сделанные на этапе проектирования, и выбрать рациональные параметры 3D-модели.
