【摘要】：轉(zhuǎn)臺(tái)是工具機(jī)的重要支撐部件,它的微變形會(huì)嚴(yán)重影響工具機(jī)的監(jiān)測(cè)精度。本論文以某型軍用U型轉(zhuǎn)臺(tái)作為研究對(duì)象,利用ABAQUS軟件對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的靜動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了分析,特別是對(duì)沖擊碰撞進(jìn)行了顯式動(dòng)力學(xué)分析,并在此基礎(chǔ)上,以結(jié)構(gòu)減重為目標(biāo)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,完成的主要研究工作如下:(1)在建立轉(zhuǎn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)有限元模型的基礎(chǔ)上,分析了常態(tài)條件下轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變及位移分布規(guī)律,得到了轉(zhuǎn)臺(tái)靜力承載能力;分析了車(chē)載轉(zhuǎn)臺(tái)碰撞時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的應(yīng)力和位移狀態(tài),得出了車(chē)載轉(zhuǎn)臺(tái)的安置方向和關(guān)鍵位置動(dòng)態(tài)位移結(jié)果,以及可承受的最大碰撞力和安全車(chē)速;分析討論了清障時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)的塑性應(yīng)變及應(yīng)對(duì)措施。(2)采用同位移應(yīng)力比較的方式,分別對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的側(cè)面和底面主要尺寸參數(shù)的關(guān)聯(lián)性及主要尺寸參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)承載能力的影響進(jìn)行了分析,得到了不同參數(shù)狀態(tài)下側(cè)面和底面的質(zhì)量及應(yīng)力狀況,最終得到了合理的側(cè)面及底面結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。(3)進(jìn)行了轉(zhuǎn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化后的轉(zhuǎn)臺(tái)與原轉(zhuǎn)臺(tái)的靜力和碰撞結(jié)果進(jìn)行比較分析。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TJ03
【圖文】：

1.1 選題背景及研究意義目前，中國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化的發(fā)展水平離世界發(fā)達(dá)國(guó)家的距離還很遠(yuǎn)。雖然引進(jìn)了很俄羅斯、以色列的先進(jìn)軍事技術(shù)，并擁有較強(qiáng)的武器自主開(kāi)發(fā)和武器整合仿制吸收能力但是我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，工藝加工技術(shù)還有待提高，這些弱點(diǎn)直接影響著中國(guó)武器質(zhì)量、壽命和出口[1]。為了盡快趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，我國(guó)制訂了“中國(guó)制造 2025”劃，軍事武器裝備的發(fā)展方向必須要與國(guó)際接軌，即：遠(yuǎn)距離打擊、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化空間大型化、精確化、隱形化、電子化、微型輕型化、無(wú)人自動(dòng)化、信息網(wǎng)絡(luò)化。這大發(fā)展方向成為了我國(guó)軍工從業(yè)人員的奮斗目標(biāo)[2]。轉(zhuǎn)臺(tái)是各種發(fā)射裝置、測(cè)繪裝置的工作臺(tái)，可以旋轉(zhuǎn)到任意角度并固定在該位置亦稱(chēng)“回轉(zhuǎn)工作臺(tái)”。轉(zhuǎn)臺(tái)是航空航天、國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)相應(yīng)慣性部件進(jìn)行連接的鍵設(shè)備，其應(yīng)用十分廣泛[3]。轉(zhuǎn)臺(tái)事實(shí)上是一種復(fù)雜的集光機(jī)電一體的現(xiàn)代化設(shè)備，臺(tái)可以都認(rèn)為是 U 型，也有人按照連接機(jī)構(gòu)劃分為 U 型、T 型和球型[4]，如圖 1.1 所示U 型轉(zhuǎn)臺(tái)的作用是連接工作部件并使其實(shí)現(xiàn)角度的轉(zhuǎn)變，其綜合性能將直接影響慣性件使用結(jié)果的可靠性和精確性[5]。

1 緒論結(jié)構(gòu)減重是指機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能出現(xiàn)實(shí)心結(jié)構(gòu)且跨度過(guò)大的情況，結(jié)構(gòu)件本身承載負(fù)荷有限，則在自身結(jié)構(gòu)不影響強(qiáng)度剛度的位置減輕結(jié)構(gòu)件本身的重量。應(yīng)用于本文研究的轉(zhuǎn)臺(tái)中，減重實(shí)際上是和加強(qiáng)筋相互對(duì)立的結(jié)構(gòu)部分，0.8 轉(zhuǎn)臺(tái)本身是個(gè)大跨度薄壁 U 型轉(zhuǎn)臺(tái)，在此基本條件下，要對(duì)結(jié)構(gòu)減重進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)際上就是對(duì)加強(qiáng)筋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該轉(zhuǎn)臺(tái)需要安裝較多諸如傳感器、控制系統(tǒng)等小設(shè)備，從設(shè)計(jì)圖上可知有很多大小為 M4 的螺紋孔，正常的 M4 螺絲長(zhǎng)度為 8~12mm，而每個(gè)面的總厚度均為 20mm，為了便于相應(yīng)零部件的安裝；且輕型裝甲車(chē)車(chē)載轉(zhuǎn)臺(tái)需要更換設(shè)備，質(zhì)量更輕更有利于整機(jī)的安裝和拆卸。本文將從變厚度/變材料結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)兩種形式進(jìn)行細(xì)化調(diào)整，用直接搜索法和傳統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)法在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)減重優(yōu)化，雖然優(yōu)化層次僅屬于截面尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，但此類(lèi)優(yōu)化具有直觀、高效、工藝性強(qiáng)、生產(chǎn)響應(yīng)迅速、生產(chǎn)預(yù)備簡(jiǎn)單等諸多特點(diǎn)，因此在軍工生產(chǎn)單位中被廣泛采用。另外，由于受到機(jī)械加工工藝性的限制，無(wú)法使兩側(cè)面的減重從每個(gè)側(cè)面的內(nèi)外側(cè)同時(shí)銑出減重槽，使轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)面加強(qiáng)筋板的減重深度內(nèi)外對(duì)稱(chēng)，在此說(shuō)明只能從兩側(cè)面的外側(cè)設(shè)計(jì)減重形狀。

廣泛用于航空航天產(chǎn)品，可熱處理氧化，其強(qiáng)度比 ZL101A 更高，且具有優(yōu)良的鑄造性能，其耐蝕性和其它工藝性能均與ZL101相近。鑄鋁合金ZL114A的彈性模量為68GPa，泊松比為 0.33，材料密度為 2820kg/m3，屈服應(yīng)力 s為 310MPa。塑性應(yīng)變參數(shù)如表 2.1[60]所示， b為應(yīng)力，為 p應(yīng)變。表 2.1 鑄鋁合金 ZL114A 的塑性應(yīng)變參數(shù) b(MPa) p3303403500.0540.0880.109355 0.115360 0.1262.1.2 設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)臺(tái)正常承載時(shí)，兩側(cè)軸孔受到 30kg 的壓力；輕型裝甲探測(cè)車(chē)清障時(shí)，碰撞力會(huì)經(jīng)由轉(zhuǎn)臺(tái)底座傳遞至轉(zhuǎn)臺(tái)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2777884