传统烟花发射药燃烧过程产生的烟雾会污染环境,影响烟花的观赏效果,同时具有一定的危险性。将压缩空气作为烟花气动发射的动力源可以有效避免火药燃烧带来的危害,改善烟花发射的安全性。基于火炮内弹道学理论建立了烟花气动发射的动力学模型,搭建了烟花气动发射弹丸初速度测试平台,并验证了模型的准确性。采用数值分析的方法研究了气体压力、高压气瓶容积、烟花弹丸质量和发射管长度对烟花弹丸动力学特性的影响。研究结果表明,弹丸的初速度随气体压力、高压气瓶容积、发射管长度的增加而增大,随弹丸质量的增加而减小,给烟花气动发射装置的设计和优化提供了理论指导。

针对烟花生产线中插板组分板、码垛工序,研发一种烟花分板码垛系统。基于集成单元化思想,通过确定外载荷、工作压力、工作行程等参数计算出标准气缸的缸径、推力两个主要参数,选取气缸型号并验证了气缸选取的合理性;根据气缸参数及工作条件,运用AMEsim软件对气缸气动过程进行分析,得到气缸推杆运动过程中较稳定的结论,并利用纵向气缸推杆最大位移波动值对系统进行了优化设计,设计结果使烟花生产线中自动分板、码垛环节得以实现。

针对吐珠类烟花自动装配过程中的压紧工序建立有限元模型，并进行了数值仿真计算。文中建模过程考虑了吐珠类烟花的结构形状与工艺过程，并考虑了多种不同材料构成的系统的耦合效应，详细给出了有限元的建模方法和模型建立要点。分析了两种不同弹性模量的亮珠在烟花自动装配过程中应力、应变变化情况，对计算得到的数据进行了处理。通过对计算结果的分析指导实际生产，有利于消除压药过程中的质量隐患，降低产品的废品率，提高产品的质量和可靠性。

针对烟花药粒生产过程中药粒质量影响较大、人工参与较多且危险性较大的主要工序,设计一种烟花药粒自动生产线。生产线集粉体配料的称重与混合、造粒、装盘码垛和烘干与卸料等4个主要工序为一体,实现了烟花药粒的自动化生产,提高了药粒生产效率,减少了人工的参与,解放了劳动力,且药粒质量得以保证。