大口徑火炮結構動強度設計與研究.pdf

1、大口徑火炮射擊過程中的結構強度問題是火炮輕量化設計中的重點研究課題，隨著計算技術和有限元法的發(fā)展，沖擊載荷作用下的火炮結構強度研究有了新的技術途徑。
　　本文對某大口徑輕量化牽引火炮及車載炮進行結構動強度設計與研究?；诮Y構動力學非線性有限元理論，對初步確定的火炮結構總體布局及參數(shù)進行結構動力學分析，并進行了火炮結構動力學修改與結構動力響應優(yōu)化匹配設計研究。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、結構動強度設計的發(fā)展現(xiàn)狀;研究了復雜結構系統(tǒng)動力學有限元建模技術;闡述了結構動力學非線性有限元的數(shù)值解法。為火炮系統(tǒng)發(fā)射動力學有限元建模及分析奠定堅實的理論基礎。
　　(2)建立了某大口徑輕型牽引炮剛柔耦合動力學非線性有限元模型，重點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態(tài)接觸過程。計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態(tài)應力分布規(guī)律，較方便且精確地獲取了在火炮射擊試驗中亦難以測量獲取的連接結構

3、處的孔邊接觸應力值。
　　(3)建立了某大口徑車載炮系統(tǒng)動態(tài)非線性有限元模型，計算獲取了該車載炮系統(tǒng)二種極限射擊工況下的結構件相關受力、運動特性及結構動態(tài)應力等數(shù)據(jù)。數(shù)值計算結果可為初步設計階段的車載炮結構總體布局方案的確定、結構關鍵部位布置及參數(shù)選取、構件選材及架體結構輕量化設計等提供有力的技術支撐。
　　(4)通過動力學非線性有限元分析發(fā)現(xiàn)輕型炮下架及車載炮車架結構設計方案中存在著薄弱環(huán)節(jié)，并對下架及車架局部結構進行了改

4、進設計。結構動力模型修改計算表明:各改進設計結構的動態(tài)應力值明顯降低，結構改進方案較為合理。
　　(5)研究了液壓件等效剛度變化對車載炮結構強度的影響規(guī)律。并針對上架結構應力與大架油缸力值響應相互沖突的問題，基于Pareto最優(yōu)解概念，對車載炮進行結構動力響應優(yōu)化匹配設計。研究成果可為車載炮結構設計方案的選擇提供參考依據(jù)。
　　本文中大口徑火炮結構動強度設計與研究對指導某火炮結構設計具有重要的工程應用價值，且分析思路和設計方