自行火炮是一个典型的复杂结构,其发射过程是一个高瞬态、强载荷的非线性过程,伴随着剧烈的运动、冲击和振动,严重制约着自行火炮的性能和使用寿命。随着战场环境的变化,要满足火炮轻量化应用的迫切要求,必须对原有自行火炮进行再设计。因此,必须采用计入各种非线性因素的有限元建模方法,对其发射过程的动力学行为进行细致研究,从而对火炮实验获得准确的预测结果。本文结合动力学有限元常用建模方法与技巧,提出了系统建模方法。该方法涵盖两个层次：部件建模和部件连接关系建模。在这两个层次分别阐述了切实有效的建模技术,以解决模型计算规模控制和非线性因素模拟问题。同时,讨论了求解动力学问题的基础理论,并结合应用经验,阐述了提高求解效率、精度和稳定性一些措施。应用该系统建模方法,建立某自行火炮发射动力学有限元模型,利用了大滑移接触、用户接口程序、多点约束和连接器等技术,解决了反后坐装置、履带悬挂系统等部件的连接模拟问题,并计算了自行火炮在0°方向射角、0°和60°高低射角两种发射状态下的动力学行为。计算结果与实弹测试对比,误差最大为5.1%,满足分析要求,验证了该系统建模方法的正确性与有效性。至此,基于有限元法的自行火炮发射动力学研究平台已建立完全。在这基础上,可以对火炮设计和改型设计的有效性进行评估,同时还可以进一步研究部件结构优化、轻量化、火炮与底盘匹配性等问题。动力学有限元模型能否解决工程中的实际问题,既取决于建模方法的正确性,又取决于模型参数的准确性。模型参数包括尺寸、质量、载荷、位移、刚度、间隙等,来源于对物理模型的测量。对于难以直接测量的参数,需要采用参数辨识方法获取。该方法以数学实验为基础,从响应结果中提取对参数变化敏感的指标,该指标与参数值对应。应用这一指标能够对物理模型参数的进行间接测量。本文通过小波变换,对动态响应结果进行数据分析,得到对部件连接刚度和间隙参数变化敏感的指标——标准差和峰度系数,也称为辨识指标。有了这些辨识指标,对物理模型的参数辨识才能得以实现。