随着现代智能弹药发展,高过载弹丸试验设备的研究显得尤为重要。本论文应用人机工程学理论及计算机辅助人机工程技术,对高过载弹丸回收系统进行设计研究,为高过载弹丸试验设备的研制和人员操作提供实际的参考价值。本文主要研究内容如下:(1)论述了高过载弹丸回收系统设计需求,阐明了高过载弹丸回收系统组成,提出了回收子系统的工作原理,对比分析人机操作特性,应用Fitts表法和模糊层次分析法,对高过载弹丸回收系统进行人机功能分配。(2)通过建立弹丸回收数学模型,运用二阶人工粘性项MacCormack格式和动边界网格技术与经典Runge-Kutta法数值仿真弹丸回收过程。分析了回收管内气体压力变化、弹丸速度过载曲线,以及试验参数对弹丸运动影响,结果表明计算模拟结果与实际试验结果一致性较好,能为试验开展提供必要指导依据,同时证明了数值模拟的正确性。(3)应用人机界面设计与布局原则和人员操作易用性原则,设计了监控操作面板、控制柜台、回收试验设备,结合三维软件和jack软件分析试验设备人员操作工效。同时建立弹丸拆装、搬运损伤风险模型和弹丸装填风险分析,研究弹丸操作工效,并设计多功能小车,降低人员操作负担,提高试验工作效率和试验安全性。(4)运用故障树分析法研究试验过程中人员操作失误和试验设备故障,建立故障树模型,采用蒙特卡洛仿真计算人员操作可靠度,并着重研究液气压试验设备元器件模式重要度,对比分析有无人员维护的液气压试验设备的可靠度情况。根据两类危险源理论,研究高过载试验危险源并进行分类辨识,结合轨迹交叉理论提出相应的安全防护措施,提高试验系统安全性,确保试验人员安全。本课题首次应用人机工程学理论和原则对高过载弹丸回收系统进行设计研究,有助于提高回收系统的安全性、可靠性、高效性、经济性,减轻人员操作负担,确保试验系统有效的完成任务,符合时代发展方向,为进一步深入研究提供基础,同时为其他武器试验设备的人机工程学设计研究提供重要的参考价值。