【摘要】：發(fā)射過程中的架體結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度問題始終是大口徑火炮的研究重點(diǎn)之一,特別是當(dāng)前火炮朝著兼顧大威力和高機(jī)動(dòng)性的方向發(fā)展,其重要性更顯得尤為突出。這一問題的研究對于火炮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值,同時(shí),對于其他復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)亦具有一定的參考價(jià)值。本文以某大口徑車載炮為對象,基于非線性有限元理論和剛強(qiáng)度理論,進(jìn)行了如下研究工作：(1)闡述機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度理論及其在結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,對靜、動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的使用范圍及優(yōu)劣勢進(jìn)行闡釋和對比,介紹了剛強(qiáng)度分析中常用的方法,介紹了能量法的基本概念以及能量法在結(jié)構(gòu)剛度分析中的應(yīng)用,為后續(xù)研究奠定理論基礎(chǔ)。(2)探尋高效合理的火炮結(jié)構(gòu)-土壤相互作用關(guān)系模擬方法,運(yùn)用基于Lysemer簡化比擬法的土壤集中參數(shù)模型,建立了車載炮動(dòng)力學(xué)非線性有限元模型,在此基礎(chǔ)上,選取5種不同剛度、阻尼特性的土壤,獲得了不同土壤特性對全炮動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律。研究結(jié)果對于提高火炮動(dòng)力學(xué)有限元模型的計(jì)算分析精度具有一定的參考價(jià)值。(3)對車載炮的車架、上架、搖架等架體進(jìn)行了剛度分析與剛度靈敏度分析,在剛度靈敏度分析的基礎(chǔ)之上,通過改變靈敏度高的子結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得了不同剛度的架體,使用車載炮動(dòng)力學(xué)非線性有限元模型獲得了單個(gè)架體剛度變化時(shí)的全炮動(dòng)力響應(yīng),得到了單個(gè)架體剛度變化對其他架體的動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律。(4)建立車載炮參數(shù)化動(dòng)力學(xué)有限元模型,集合最優(yōu)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和Kriging方法構(gòu)造近似模型,選用NSGA-II多目標(biāo)算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,獲得了Pareto前沿,得到了可以使得車載炮質(zhì)量與架體最大動(dòng)態(tài)應(yīng)力均得到改善的剛度匹配結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ301

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本文編號：2777696