大口徑火炮結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、大口徑火炮射擊過程中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題是火炮輕量化設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)研究課題，隨著計(jì)算技術(shù)和有限元法的發(fā)展，沖擊載荷作用下的火炮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究有了新的技術(shù)途徑。
　　本文對(duì)某大口徑輕量化牽引火炮及車載炮進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與研究?；诮Y(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)非線性有限元理論，對(duì)初步確定的火炮結(jié)構(gòu)總體布局及參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，并進(jìn)行了火炮結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)修改與結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)研究。本文主要工作有:
　　(1)綜述了大口徑輕量化火炮、非線性有限元法及

2、結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀;研究了復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有限元建模技術(shù);闡述了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)非線性有限元的數(shù)值解法。為火炮系統(tǒng)發(fā)射動(dòng)力學(xué)有限元建模及分析奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　(2)建立了某大口徑輕型牽引炮剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)非線性有限元模型，重點(diǎn)模擬了該輕型炮射擊過程中下架、后大架及連接銷軸間的動(dòng)態(tài)接觸過程。計(jì)算獲取了該輕型炮四種射擊工況下的下架、后大架及連接銷軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力分布規(guī)律，較方便且精確地獲取了在火炮射擊試驗(yàn)中亦難以測(cè)量獲取的連接結(jié)構(gòu)

3、處的孔邊接觸應(yīng)力值。
　　(3)建立了某大口徑車載炮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)非線性有限元模型，計(jì)算獲取了該車載炮系統(tǒng)二種極限射擊工況下的結(jié)構(gòu)件相關(guān)受力、運(yùn)動(dòng)特性及結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)應(yīng)力等數(shù)據(jù)。數(shù)值計(jì)算結(jié)果可為初步設(shè)計(jì)階段的車載炮結(jié)構(gòu)總體布局方案的確定、結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位布置及參數(shù)選取、構(gòu)件選材及架體結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)等提供有力的技術(shù)支撐。
　　(4)通過動(dòng)力學(xué)非線性有限元分析發(fā)現(xiàn)輕型炮下架及車載炮車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中存在著薄弱環(huán)節(jié)，并對(duì)下架及車架局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改

4、進(jìn)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型修改計(jì)算表明:各改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)應(yīng)力值明顯降低，結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案較為合理。
　　(5)研究了液壓件等效剛度變化對(duì)車載炮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響規(guī)律。并針對(duì)上架結(jié)構(gòu)應(yīng)力與大架油缸力值響應(yīng)相互沖突的問題，基于Pareto最優(yōu)解概念，對(duì)車載炮進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)。研究成果可為車載炮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇提供參考依據(jù)。
　　本文中大口徑火炮結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與研究對(duì)指導(dǎo)某火炮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值，且分析思路和設(shè)計(jì)方