【摘要】：迫擊炮作為一種近戰(zhàn)武器,其機(jī)動(dòng)性能一直備受關(guān)注,而迫擊炮座鈑質(zhì)量占全炮比重較大,其輕量化設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。本課題結(jié)合ANSYS Workbench有限元工程技術(shù)仿真平臺(tái)對(duì)迫擊炮座鈑進(jìn)行剛度和強(qiáng)度分析,并在此基礎(chǔ)上對(duì)座鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)和材料輕量化設(shè)計(jì)。首先,通過(guò)建立座鈑在中硬密實(shí)土壤中發(fā)射時(shí)的有限元模型,進(jìn)行了三種典型工況下的座鈑剛強(qiáng)度分析,得到座鈑的等效應(yīng)力云圖、位移云圖和前十階固有頻率,為后續(xù)輕量化設(shè)計(jì)提供對(duì)比依據(jù);其次,根據(jù)座鈑各部件優(yōu)化權(quán)重確定優(yōu)化變量,進(jìn)行座鈑初步結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以縮小變量?jī)?yōu)化范圍,而后建立座鈑參數(shù)化模型,以座鈑材料許用應(yīng)力作為約束條件,利用尺寸優(yōu)化模塊對(duì)座鈑進(jìn)行再優(yōu)化,得到結(jié)構(gòu)輕量化座鈑模型及其等效應(yīng)力云圖、位移云圖,并與原座鈑進(jìn)行比較分析;最后,在前兩者仿真結(jié)果基礎(chǔ)上,利用ACP模塊建立了鈦合金筋鈑架-復(fù)合材料主鈑相結(jié)合的座鈑模型,以?xún)煞N材料強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則為約束條件,利用尺寸優(yōu)化模塊對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得到材料輕量化座鈑模型及其等效應(yīng)力云圖、位移云圖,再次與原座鈑進(jìn)行比較分析。仿真結(jié)果表明:原座鈑在三種工況下都滿足強(qiáng)度要求且尚有優(yōu)化余量,其低階固有頻率遠(yuǎn)離激振頻率,具有良好的剛度;結(jié)構(gòu)輕量化座鈑在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上較原座鈑減重25.2%,且結(jié)構(gòu)更加合理;材料輕量化座鈑在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上較原座鈑減重58.4%,且等效應(yīng)力分布情況和座鈑穩(wěn)定性良好。本課題的研究成果對(duì)迫擊炮座鈑輕量化設(shè)計(jì)具有一定的理論價(jià)值與參考意義。
【圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文采用的是目前應(yīng)用最為廣泛、各項(xiàng)性能良好的分呈倒三角錐形，底部連接駐臼部分，起支撐構(gòu)布局的好處是使座鈑具有良好的穩(wěn)定性且使減小處于設(shè)計(jì)階段的座鈑自重。座鈑結(jié)構(gòu)如圖寬度為 900mm，底部連接的駐臼部分內(nèi)徑為呈 120°對(duì)稱(chēng)分布，其中大立筋上橫向分布有主鈑結(jié)構(gòu)抗彎剛度，而十字形布筋方案是十分分布在大立筋與主鈑相交處的底部并與駐臼相壤工事的接觸面，防止座鈑發(fā)生大幅側(cè)移。座，滿足座鈑重心位于駐臼中心上方[1]的設(shè)計(jì)要所示。

圖 2.3 炮尾三維實(shí)體模型土壤狀態(tài)為迫擊炮多次射擊后，即土壤已處炮座鈑背部輪廓良好貼合，建模時(shí)的座鈑坑根據(jù)土壤輪廓大小對(duì)有限元分析精度影響的尺寸的 1.5 倍以上時(shí)，可有效保證分析精度[，以座鈑坑為中心呈圓周分布。土壤三維實(shí)簡(jiǎn)化后
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TJ31

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本文編號(hào)：2659906