无依托发射技术是路基弹道导弹实现快速机动发射的重要途径之一,可以极大地提高导弹发射的随机性、机动性和隐蔽性,提升武器系统的生存能力。本文从无依托发射的安全性角度出发对车载导弹与场坪在发射过程中的耦合效应进行研究,对无依托场坪的选择和提高发射的安全性具有非常重要的现实意义。主要内容如下:(1)对基于第一类Lagrange方程的多体系统动力学建模理论和数值求解方法进行了详细的阐述,讨论了利用冲击函数模型计算接触力的方法,为建立车载导弹武器系统的起竖和发射动力学模型提供了理论基础。(2)介绍了无依托发射场坪的基本结构,阐述了弹性半空间和弹性层状体系的基本理论。分析了规范的弹性体系当量模量计算方法的不足,根据支撑结构与场坪的接触特点,提出了刚性支撑下双层和多层结构的当量模量计算方法,通过算例验证了方法的正确性。利用该方法对大量不同结构场坪的地基当量模量进行了编程计算,拟合出了相应的回归公式。在此基础上提出了场坪的力学模型:在法向上建立弹性半空间地基薄板模型,在切向上建立弹性双层结构模型,并分别推导了在轴对称载荷下的积分解析解。为了说明场坪力学模型的有效性,对某一场坪在轴对称均布载荷下的下沉量进行编程计算,并与有限元数值解进行了对比。(3)分析了车载导弹武器系统的基本组成和拓扑结构。在考虑起竖油缸摩擦力和碰撞力的基础上推导了多级液压缸的集中参数模型。考虑发射车架的柔性效应和起竖风载荷的影响,在ADAMS多体系统仿真软件中建立了武器系统的多柔体动力学模型。然后提出将武器系统与场坪的耦合关系分为位移协调关系和力学耦合关系,推导了法向和切向耦合力的表达式。基于以上分析,运用ADAMS与MATLAB/Simulink的联合仿真技术建立了武器系统与场坪的联合仿真模型。最后对车载导弹武器系统进行了起竖过程的仿真,并分析了场坪结构参数对起竖过程的影响,取得了一些有益的结论。(4)根据混凝土面板的受压断裂过程,结合对发射安全性的要求,建立了刚性混凝土场坪承载能力的评价指标。考虑了起竖油缸的拉伸和压缩作用,并讨论了发射过程中的激励载荷,包括弹射力、附加载荷和接触碰撞力等。在此基础上建立了含场坪柔性效应的发射动力学模型,并进行了发射动力学仿真,详细讨论了混凝土面板厚度和弹性模量对发射效应的影响。为了分析混凝土面板的损伤过程,推导了其受拉和受压损伤因子,并基于ABAQUS有限元软件建立含混凝土损伤本构关系的场坪结构动力学模型。最后对四种典型的场坪结构在发射载荷作用下的动态响应进行了仿真分析,对比研究了四种场坪的承载能力及其影响因素,为无依托发射场坪的选择和武器装备的设计提供参考。