【摘要】：火炮是一個復雜結(jié)構系統(tǒng),其發(fā)射過程是一個復雜的高溫、高壓、高速、高加速度的過程。在發(fā)射過程中火炮各個部件受到很大的沖擊載荷作用,各個部件間的連接部件也承受著巨大的作用力,同時,連接部件也影響著全炮的動態(tài)響應,因此有必要對火炮連接部件性能進行分析,并研究其對全炮動態(tài)響應的影響。本文以某車載炮的座圈和高平機兩個連接部件為對象,對其剛度特性進行研究,并研究它們的剛度對火炮射擊精度的影響。主要研究內(nèi)容有：(1)根據(jù)座圈在火炮系統(tǒng)中的作用,基于赫茲接觸理論,推導出考慮座圈間隙的載荷與變形關系,獲得座圈剛度的解析解；建立座圈有限元模型,獲得座圈剛度數(shù)值解,對比座圈剛度解析解和數(shù)值解,揭示座圈非線性剛度規(guī)律。(2)綜述液體氣壓式高平機的組成及工作原理,推導出忽略筒體彈性變形的高平機等效剛度計算公式,獲得高平機剛度解析解；考慮流體的可壓縮性、固體的彈性變形及流體與固體的相互作用,建立高平機流固耦合靜力學有限元模型,通過計算獲得高平機剛度的數(shù)值解,并與剛度解析解對比分析,揭示高平機剛度規(guī)律。(3)闡述了非線性動力學有限元基本知識,為火炮發(fā)射動力學有限元建模分析奠定理論基礎。建立帶膛線的身管有限元模型,考慮彈丸和身管的相互作用,建立參數(shù)化的某車載炮全炮彈炮耦合動力學有限元模型。分別以座圈各個方向剛度和高平機剛度中的某一個剛度為變量,其他剛度為常量,分析單個剛度變化對彈丸起始擾動的影響。(4)通過靈敏度分析,發(fā)現(xiàn)對彈丸起始擾動影響較大的剛度。將對彈丸起始擾動影響較大的座圈剛度的相應結(jié)構尺寸和高平機剛度進行參數(shù)化,引入近似模型技術,構建了彈丸起始擾動近似模型,代替原來的全炮彈炮耦合動力學有限元模型,以彈丸起始擾動最小為目標,進行參數(shù)優(yōu)化匹配,獲得了起始擾動較小的座圈結(jié)構參數(shù)和高平機剛度。上述研究對大口徑火炮連接部件的設計和提高火炮射擊精度等方面有一定的參考價值。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ303

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本文編號：2793680