動能彈發(fā)射系統(tǒng)是一個極其復雜的機構(gòu),其往往是通過設(shè)計人員的經(jīng)驗進行設(shè)計的。這樣動能彈發(fā)射系統(tǒng)就必然會經(jīng)歷“設(shè)計→制作→實驗→改進”這一過程。但是,有時候需要對某些部件進行實驗數(shù)據(jù)采集時,采用整個發(fā)射系統(tǒng)來進行實彈試驗是非常浪費的。因此,非常有必要設(shè)計一種動能彈模擬發(fā)射裝置,并通過將關(guān)鍵部件安裝在模擬裝置上進行試驗,以獲得該部件的實驗數(shù)據(jù)。在動能彈發(fā)射的過程中整個系統(tǒng)會受到多種載荷的作用。本文結(jié)合國內(nèi)外動能彈發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計與研究,以模擬發(fā)射裝置的俯仰架為研究對象,對其進行了專門的設(shè)計與優(yōu)化。優(yōu)化后的俯仰架不僅符合了實驗時對剛度和強度的要求,同時也在質(zhì)量上較初步設(shè)計時下降了19%。本文首先根據(jù)技術(shù)指標的要求及設(shè)計經(jīng)驗,分析了動能彈發(fā)射系統(tǒng)的連接關(guān)系以及在工作過程中的受力情況,將其等效在模擬發(fā)射裝置上,完成了模擬裝置俯仰架的三維模型繪制;在此基礎(chǔ)上依據(jù)載荷的大小以及邊界條件,利用OptiStruct的分析模塊對該俯仰架進行了靜力學分析、模態(tài)分析以及運用RADIOSS進行了非線性動力學分析。由結(jié)果可以看出,初步設(shè)計的俯仰架是符合項目指標的。其次,通過OptiStruct將俯仰架剛強度為約束,將... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 課題來源及概述
        1.1.2 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外關(guān)于俯仰架的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外相關(guān)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)相關(guān)的研究現(xiàn)狀
    1.3 俯仰架的實際研究意義
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
2. 俯仰架設(shè)計方法及優(yōu)化理論
    2.1 多體系統(tǒng)發(fā)射動力學
        2.1.1 發(fā)射動力學簡介
        2.1.2 多體發(fā)射系統(tǒng)動力學模型
        2.1.3 任意剛體的場傳遞矩陣
        2.1.4 俯仰架的場傳遞矩陣
    2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本理論及方法
        2.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本理論及數(shù)學模型求解方法
        2.2.2 拓撲優(yōu)化方法
    2.3 本章小結(jié)
3. 俯仰架結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力分析
    3.1 模擬發(fā)射裝置的技術(shù)要求
    3.2 模擬發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.2.1 模擬發(fā)射裝置的機構(gòu)組成
        3.2.2 模擬發(fā)射裝置的工作原理
    3.3 俯仰架與各部件的連接關(guān)系
    3.4 俯仰架的結(jié)構(gòu)特點
    3.5 俯仰架載荷及邊界條件的確定
        3.5.1 俯仰架受力分析概述
        3.5.2 俯仰架受力分析
        3.5.3 分布載荷的數(shù)學模型
        3.5.4 利用止推裝置模擬實際情況
        3.5.5 載荷大小的確定
        3.5.6 約束條件的確定
    3.6 本章小結(jié)
4. 俯仰架有限元模型的建立與分析
    4.1 有限元分析概述
        4.1.1 有限元法的基本原理和分析過程
        4.1.2 有限元軟件的求解與實現(xiàn)
    4.2 俯仰架有限元建模
        4.2.1 HyperMesh簡介
        4.2.2 俯仰架模型的簡化
        4.2.3 有限元模型網(wǎng)格的劃分
        4.2.4 俯仰架有限元模型的描述
    4.3 俯仰架靜力學分析
        4.3.1 OptiStruct靜力學功能簡介
        4.3.2 剛強度準則
        4.3.3 材料屬性的選定
        4.3.4 載荷的設(shè)置
        4.3.5 邊界條件的設(shè)定
        4.3.6 靜態(tài)剛強度計算結(jié)果和分析
    4.4 俯仰架的模態(tài)分析
        4.4.1 模態(tài)分析采用的計算方法
        4.4.2 模態(tài)分析的步驟
        4.4.3 模態(tài)分析的結(jié)果
    4.5 俯仰架非線性動力學分析
        4.5.1 RADIOSS簡介
        4.5.2 非線性動力學有限元顯式積分算法的引入
        4.5.3 非線性動力學有限元分析流程
        4.5.4 非線性動力學有限元模型的建立
        4.5.5 非線性動力學有限元計算結(jié)果及分析
    4.6 本章小結(jié)
5. 俯仰架拓撲優(yōu)化設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 拓撲優(yōu)化的技術(shù)及步驟
        5.2.1 OptiStruct優(yōu)化功能的介紹
        5.2.2 拓撲優(yōu)化技術(shù)簡介
        5.2.3 拓撲優(yōu)化的步驟
    5.3 俯仰架拓撲優(yōu)化數(shù)學模型的確定
        5.3.1 目標函數(shù)的確定
        5.3.2 設(shè)計變量的確定
        5.3.3 約束條件的確定
    5.4 俯仰架的拓撲優(yōu)化
        5.4.1 設(shè)計區(qū)域和非設(shè)計區(qū)域的劃分
        5.4.2 網(wǎng)格的劃分以及材料和邊界條件的設(shè)立
        5.4.3 拓撲優(yōu)化結(jié)果分析
        5.4.4 俯仰架的反設(shè)計
    5.5 拓撲優(yōu)化前后的比較
        5.5.1 有限元分析結(jié)果對比
        5.5.2 綜合評價
    5.6 本章小結(jié)
6. 總結(jié)與展望
    6.1 本論文主要內(nèi)容和研究成果
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]車載動能彈發(fā)射裝置設(shè)計與動力學分析[D]. 夏倩倩.南京理工大學 2015
[3]基于ESO的液壓機下橫梁結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化及雙向進化結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究[D]. 孫圣權(quán).重慶大學 2008
[4]重型貨車車架結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化設(shè)計[D]. 巢媛.重慶大學 2007



本文編號：2941757