針對迫擊炮武器系統(tǒng)信息化改型需求,設(shè)計(jì)了某新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。安裝托架為瞄準(zhǔn)系統(tǒng)與炮有效聯(lián)接的過渡件,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性直接影響瞄準(zhǔn)系統(tǒng)工作穩(wěn)定性�；谟邢拊ń⒘藢�(shí)際安裝托架結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型,并對其進(jìn)行了模態(tài)及剛強(qiáng)度分析。設(shè)計(jì)并建立了新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的三維實(shí)體模型,開展實(shí)彈射擊試驗(yàn),以實(shí)測瞄準(zhǔn)系統(tǒng)安裝部位的沖擊加速度作為有限元分析的輸入載荷,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡化后導(dǎo)入有限元分析軟件中進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)及剛強(qiáng)度分析計(jì)算。通過對安裝托架仿真計(jì)算校核,指導(dǎo)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)改型設(shè)計(jì),從而有效避免因安裝托架損傷引起的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)失效發(fā)生。 

【文章來源】：火力與指揮控制. 2020,45(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

某型迫擊炮構(gòu)成及新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)

繾臃⒖叵浜透?低視鏡瞄準(zhǔn)裝置等，安裝托架對于電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)裝置來說屬于支撐部件，在有限元計(jì)算中，可將電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)器簡化為整體剛度和質(zhì)量屬性對安裝托架進(jìn)行有限元計(jì)算。電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)裝置的幾何外形對安裝托架的變形及受力影響不大，將其統(tǒng)一簡化為一質(zhì)量點(diǎn)耦合連接到安裝托架上。對于重點(diǎn)考察的安裝托架，基于其受力情況及簡化網(wǎng)格劃分，對安裝托架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理簡化。車架結(jié)構(gòu)中的一些小尺寸結(jié)構(gòu)，如小孔、開口等，作忽略處理［9］。經(jīng)過預(yù)處理后的安裝架幾何模型如圖3所示。3.2單元類型及網(wǎng)格劃分將簡化后的實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分［10］，簡化后的安裝托架外形較為規(guī)則，因此，采用四面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格剖分，實(shí)體單元類型為二次四面體單元C3D10，單元平均尺寸為2mm，同時(shí)對重點(diǎn)考察的區(qū)域、圓角位置等進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，提升計(jì)算精度。為了簡化計(jì)算，將電子發(fā)控箱和視鏡高低瞄準(zhǔn)裝置簡化為質(zhì)量點(diǎn)耦合到安裝托架。如圖4所示為耦合質(zhì)量點(diǎn)后的有限元計(jì)算模型。圖5為整體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的有限元網(wǎng)絡(luò)模型。圖4安裝架整體有限元計(jì)算模型示意圖圖5安裝托架整體有限元網(wǎng)格計(jì)算模型圖3.3材料參數(shù)該型迫擊炮針對原型炮系統(tǒng)笨重、單兵攜行不便等缺點(diǎn)，要求各單體設(shè)計(jì)時(shí)需考慮重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、抗腐蝕性強(qiáng)等新型材料的使用，以有效降低全炮重量。新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了不同材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用，本文安裝托架主要需考核高強(qiáng)鋁合金、鎂鋁合金等2型材料的設(shè)計(jì)需求，通過對安裝托架開展有限元仿真計(jì)算，以比選最優(yōu)設(shè)計(jì)材料，下頁表1為兩型材料的力學(xué)參數(shù)。以材料的抗拉強(qiáng)度極限為最大應(yīng)力的評估上圖3安裝托架幾何模型寇海軍，等：迫

窕?鄭?園滄巴屑?結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理簡化。車架結(jié)構(gòu)中的一些小尺寸結(jié)構(gòu)，如小孔、開口等，作忽略處理［9］。經(jīng)過預(yù)處理后的安裝架幾何模型如圖3所示。3.2單元類型及網(wǎng)格劃分將簡化后的實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分［10］，簡化后的安裝托架外形較為規(guī)則，因此，采用四面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格剖分，實(shí)體單元類型為二次四面體單元C3D10，單元平均尺寸為2mm，同時(shí)對重點(diǎn)考察的區(qū)域、圓角位置等進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，提升計(jì)算精度。為了簡化計(jì)算，將電子發(fā)控箱和視鏡高低瞄準(zhǔn)裝置簡化為質(zhì)量點(diǎn)耦合到安裝托架。如圖4所示為耦合質(zhì)量點(diǎn)后的有限元計(jì)算模型。圖5為整體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的有限元網(wǎng)絡(luò)模型。圖4安裝架整體有限元計(jì)算模型示意圖圖5安裝托架整體有限元網(wǎng)格計(jì)算模型圖3.3材料參數(shù)該型迫擊炮針對原型炮系統(tǒng)笨重、單兵攜行不便等缺點(diǎn)，要求各單體設(shè)計(jì)時(shí)需考慮重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、抗腐蝕性強(qiáng)等新型材料的使用，以有效降低全炮重量。新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了不同材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用，本文安裝托架主要需考核高強(qiáng)鋁合金、鎂鋁合金等2型材料的設(shè)計(jì)需求，通過對安裝托架開展有限元仿真計(jì)算，以比選最優(yōu)設(shè)計(jì)材料，下頁表1為兩型材料的力學(xué)參數(shù)。以材料的抗拉強(qiáng)度極限為最大應(yīng)力的評估上圖3安裝托架幾何模型寇海軍，等：迫擊炮新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)安裝托架結(jié)構(gòu)模態(tài)與強(qiáng)度分析·163·1689

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]迫擊炮座鈑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與輕量化設(shè)計(jì)[D]. 王鵬翔.中北大學(xué) 2017



本文編號：3260210