射击精度是考核评估火炮性能的主要技术指标之一,随着火炮系统的复杂程度和现代战争对火炮射击精度的要求越来越高,精度形成机理成为研究的难点和热点。弹丸定心部与身管接触碰撞对弹丸在膛内的运动状态有着重要的影响,进而严重影响弹丸出炮口状态,最终直接影响了射击精度,因此,研究弹丸定心部和身管接触碰撞过程,揭示其运动特性及响应规律具有重要的科学意义。但是,弹丸在膛内运动过程伴随着高温、高压、高速、高过载,力学响应涉及几何非线性、材料非线性、边界条件非线性,目前通过理论分析、仿真计算以及实验测试尚不能较好的预测接触碰撞过程。基于此,开展弹丸定心部和身管接触碰撞模拟实验测试方法研究,为描述接触碰撞参数变化,反演弹丸在膛内的运动规律,进而调控弹丸的炮口状态提供基础。本论文主要开展的研究内容如下:（1）对膛内接触碰撞区域进行分析,从适用性的角度选择较优的接触力模型,在此基础上,引入弹性基础模型对Lankarani-Nikravesh接触力模型进行了改进,建立了法向混合解析接触力模型,并将该模型预测的接触力与有限元模型计算结果进行了比对,验证了该模型在本论文中的适用性。根据模拟实验的目的和要求,结合模拟实验参数设计和碰撞发生方式分析,形成了弹丸定心部与身管接触碰撞的模拟实验简化方法。（2）针对身管与定心部的异形面接触碰撞过程中,载荷作用时间短、测试环境导致信噪比低,仅采用测量接触力和穿透量的方法难以准确计算接触力模型中的动力学参数,建立了大脉冲力、小位移量的同步测量及联合分析方法。利用开-关电路测量接触分离时间,建立了穿透量求解时的标准“零点”;建立了基于多传感器阵列的穿透量解耦方法,从实测的位移信号中分离出振动干扰信号,提高了穿透量的测量精度;建立了测力平台附加质量-响应频率优化设计方法,实现了大脉冲力的高频响应输出。（3）接触力、穿透量和动力学参数的量级可能相差1010以上,常规的最小二乘法建立的动力学参数辨识模型对初值依赖性较高,结果容易收敛到局部最优解,导致动力学参数的辨识精度急剧降低,提出了一种修正初值阈的动力学参数稳健辨识方法。根据实测数据,建立了接触时间与碰撞速度的方程,求解出该条件下的接触刚度系数、阻尼因子和碰撞指数的范围以及最优值,将该值作为线性化参数辨识中的初值阈,有效缩小动力学参数辨识模型寻优的范围,改进了初值对动力学参数辨识结果的影响。应用修正初值阈的动力学参数稳健辨识方法时需要大量实测数据,用来建立接触时间与碰撞速度方程,缩小动力学参数求解的区间,以提高辨识精度,但相对应的降低了该动力学参数辨识模型的适用范围。为此通过反复迭代优化基于粒子群的动力学参数辨识模型的权重因子,建立了基于线性递减权重粒子群的参数辨识方法,优化后的权重提高了模型全局搜索及局部寻优的能力,理论初值阈下迭代的结果满足辨识精度要求,对初值依赖程度更低,适用范围更广。（4）针对碰撞过程实验数据获取条件一致性和碰撞体姿态稳定性要求,建立了软件和硬件相结合的碰撞体碰撞姿态控制方法;应用解耦模型和“零点”修正方法,减小了摆杆转动和接触时刻对穿透量测量的影响,并基于线性递减权重粒子群的参数辨识方法,利用修正后的接触力、穿透量对动力学参数进行了辨识,求解得到的接触力辨识值与实验值对比,辨识的接触力峰值与实验值的相对误差在3%以内,模拟实验获得的动力学参数可用于表征弹丸与身管接触碰撞特性,为描述接触碰撞过程,揭示运动规律,进而调控弹丸的炮口状态提供基础。