動能彈模擬發(fā)射裝置俯仰架結(jié)構設計與有限元仿真分析.pdf

1、動能彈發(fā)射系統(tǒng)是一個極其復雜的機構，其往往是通過設計人員的經(jīng)驗進行設計的。這樣動能彈發(fā)射系統(tǒng)就必然會經(jīng)歷“設計→制作→實驗→改進”這一過程。但是，有時候需要對某些部件進行實驗數(shù)據(jù)采集時，采用整個發(fā)射系統(tǒng)來進行實彈試驗是非常浪費的。因此，非常有必要設計一種動能彈模擬發(fā)射裝置，并通過將關鍵部件安裝在模擬裝置上進行試驗，以獲得該部件的實驗數(shù)據(jù)。
　　在動能彈發(fā)射的過程中整個系統(tǒng)會受到多種載荷的作用。本文結(jié)合國內(nèi)外動能彈發(fā)射系統(tǒng)的設計與研

2、究，以模擬發(fā)射裝置的俯仰架為研究對象，對其進行了專門的設計與優(yōu)化。優(yōu)化后的俯仰架不僅符合了實驗時對剛度和強度的要求，同時也在質(zhì)量上較初步設計時下降了19％。
　　本文首先根據(jù)技術指標的要求及設計經(jīng)驗，分析了動能彈發(fā)射系統(tǒng)的連接關系以及在工作過程中的受力情況，將其等效在模擬發(fā)射裝置上，完成了模擬裝置俯仰架的三維模型繪制;在此基礎上依據(jù)載荷的大小以及邊界條件，利用OptiStruct的分析模塊對該俯仰架進行了靜力學分析、模態(tài)分析以及運

3、用RADIOSS進行了非線性動力學分析。由結(jié)果可以看出，初步設計的俯仰架是符合項目指標的。
　　其次，通過OptiStruct將俯仰架剛強度為約束，將體積最小化定義為目標函數(shù)，最后將單元密度定義成設計變量，對俯仰架進行拓撲優(yōu)化分析，獲得了材料最優(yōu)分布的密度云圖，并通過該密度云圖對俯仰架進行了反設計，得到了優(yōu)化后的俯仰架。
　　最后，為了檢驗優(yōu)化后的俯仰架依然滿足設計要求，再次對優(yōu)化后的俯仰架進行了有限元分析。分析結(jié)果表明，優(yōu)