【摘要】：使用點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)代替實(shí)體材料對(duì)零件進(jìn)行填充是實(shí)現(xiàn)零件輕量化的一種有效途徑,能在保證零件強(qiáng)度、剛度以及相關(guān)物理性能不變的前提下獲得較大的減重比。結(jié)合點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和制備工藝,論文提出了一種基于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的零件輕量化設(shè)計(jì)方法,著重解決利用點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充實(shí)現(xiàn)零件輕量化的過(guò)程中點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)力學(xué)性能評(píng)估和仿真分析等問(wèn)題,構(gòu)建了基于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的零件輕量化的設(shè)計(jì)方案。以導(dǎo)彈導(dǎo)引頭伺服框架為研究對(duì)象,論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)為解決傳統(tǒng)方法的不足,提出了改進(jìn)的基于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的零件輕量化設(shè)計(jì)方法,以導(dǎo)引頭伺服框架為例給出了該方法的具體實(shí)施方案;(2)對(duì)導(dǎo)引頭伺服框架進(jìn)行工況分析和模態(tài)分析,得到框架的受力情況和固有振型,以此為指導(dǎo)對(duì)導(dǎo)引頭伺服框架進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,得到框架的密度梯度圖;(3)根據(jù)工況分析結(jié)果確定點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的類(lèi)型,根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)確定點(diǎn)陣的相對(duì)密度,進(jìn)而確定點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的參數(shù),將優(yōu)選出的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)制成標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行材料力學(xué)試驗(yàn),得到點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的破壞模式和均勻化等效參數(shù);(4)對(duì)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充前后的伺服框架進(jìn)行仿真分析,利用材料力學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果,將伺服框架填入點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)位置等效為均勻?qū)嶓w材料,對(duì)比點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充前后伺服框架的耐沖擊性和沖擊載荷下的剛度;(5)在仿真分析符合要求的基礎(chǔ)上,利用3D打印方法制造基于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的輕量化伺服框架,進(jìn)行沖擊試驗(yàn),驗(yàn)證仿真分析結(jié)論的正確性。該方法可指導(dǎo)基于點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)填充的零件輕量化設(shè)計(jì)過(guò)程,縮短設(shè)計(jì)周期、減少工作量、降低成本。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TJ765.331
【圖文】：

化、空中威脅不斷增加使各國(guó)對(duì)防空武統(tǒng)對(duì)其關(guān)鍵設(shè)備導(dǎo)引頭提出了輕量化、已成為導(dǎo)引頭設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。導(dǎo)引頭伺服比大，因此導(dǎo)引頭伺服框架的輕量化對(duì)耐沖擊要求的前提下，對(duì)導(dǎo)引頭伺服框精度和機(jī)動(dòng)性能。的主要方法有材料輕量化、結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化零件的結(jié)構(gòu)均可顯著降低零件的重是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、集材料設(shè)計(jì)為一體的協(xié)調(diào)連接桿件單元組成的周期結(jié)構(gòu)材料，從設(shè)計(jì)出來(lái)有序超輕多孔微結(jié)構(gòu)的材料；三維網(wǎng)架體系的結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架的空隙中沒(méi)具有超輕，高比剛度、比強(qiáng)度，耐沖擊等，吸聲效果佳，電磁吸收作用，多功能

框架網(wǎng)格劃分結(jié)構(gòu)

圖 3.6 導(dǎo)引頭伺服框架網(wǎng)格劃分結(jié)果6、創(chuàng)建約束�？蚣艿鬃月菟ㄟB接固定在彈體上。選擇八個(gè)螺栓孔所在節(jié)沿 x、y、z 三個(gè)方向移動(dòng)的自由度。7、創(chuàng)建載荷。LOAD 選擇 static-loads，SPC 選擇 SPCs。8、定義設(shè)計(jì)變量、響應(yīng)、目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)約束。定義設(shè)計(jì)變量：為拓?fù)涫┘右粋�(gè) 0.05mm 的最小尺寸控制；定義響應(yīng)：定義兩個(gè)響應(yīng)，作為目標(biāo)響應(yīng)（compliance）和作為約束的體積分?jǐn)?shù)響應(yīng)（volumefrac）；定義參定義參考目標(biāo) MAX-Comp，響應(yīng)選擇 comp；定義目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)是將等荷工況中的最大應(yīng)變能最小化；定義體積分?jǐn)?shù)約束：為響應(yīng) Volfrac 定義，該約束使得設(shè)計(jì)空間的體積分?jǐn)?shù)小于 0.6。9、查看變形、密度結(jié)構(gòu)等值面。進(jìn)入 analysis 頁(yè)面，單擊 optistruct 查看迭代步的單元密度。3 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果分析圖 3.7 是在最易破壞的位置和方向加載所得的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果。由圖 3.7 可

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781164