某火炮電擊發(fā)裝置關鍵件設計與優(yōu)化
發(fā)布時間：2021-08-27 20:40
為有效提升大口徑火炮的發(fā)射速度,滿足大口徑火炮電擊發(fā)底火自動裝填裝置可靠性設計的要求,提出對大口徑火炮電擊發(fā)裝置中連接擊針和電擊發(fā)裝置的關鍵件進行設計與優(yōu)化,利用有限元軟件對關鍵件進行仿真,并對簧片安裝孔深度及厚度等參數(shù)進行優(yōu)化分析,最終設計一種能夠長壽命高可靠工作的大口徑火炮關鍵件,能夠用于機-電兩用擊發(fā)裝置,保證大口徑火炮可靠擊發(fā)。
【文章來源】：火力與指揮控制. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
電擊發(fā)裝置撥片簧組件結構圖
齙緇鞣⒆?件工作受力情況時，擊針復位簧的回復力等效為作用于擊針下絕緣環(huán)下表面的正壓力P1，擊針下絕緣環(huán)下表面表面積S1，因為擊針模型為參數(shù)化建模，通過Solidworks軟件可以直接查得S1=56.65mm2則：P1=F1/S1=2.475/56.65=4.40×10-2MPa擊針尾端部與底火接觸時，端面S2受到的接觸壓力P2=0.1MPa；此外，在撥片簧扭臂處還受到彈簧彈子支撐力，因為電擊發(fā)狀態(tài)下扭臂轉動角度很小，彈子簧回復力近似不變，所以可以等效為一個垂直于扭臂下表面的恒力Fs1。圖2是電擊發(fā)狀態(tài)下?lián)芷赏廨d荷加載情況時受力情況。圖2撥片簧電擊發(fā)狀態(tài)受力分析2關鍵件優(yōu)化方案及分析關鍵件撥片簧的力學模型可簡化為兩端受到約束的彈性簡支梁。采用參數(shù)化分析設計的擊發(fā)機構,各運動件間互相協(xié)調,具有較高的擊發(fā)可靠性［6］。在撥片簧與擊針連接的約束部分因為扭轉擠壓而產(chǎn)生嚴重的應力集中現(xiàn)象［7-8］，為了優(yōu)化簧片受力情況就必須避免這種應力集中現(xiàn)象的發(fā)生。通過借鑒工程應用上拱梁結構分散載荷的實例［9］，在優(yōu)化方案中將撥片簧外形由線形改為弧形，同時加大擊針尾部簧片安裝孔高度，為簧片彎曲變形提供空間，以避免連接部位應力集中現(xiàn)象的發(fā)生。2.1撥片簧組件建模及網(wǎng)格劃分圖3優(yōu)化方案網(wǎng)格劃分情況圖3為優(yōu)化方案網(wǎng)格劃分情況，從圖中可見，撥片簧厚度方向上網(wǎng)格數(shù)量為4層，可以保證求解時的計算精度［10］。2.2不同安裝孔深撥片簧等效應力云圖及分析圖4為優(yōu)化后的不同安裝孔深撥片簧電擊發(fā)·172·1500
（總第45-）火力與指揮控制2020年第8期時，厚度增加引起的載荷分散效應超過扭臂下壓力增加的作用效果，因此簧片應力呈下降趨勢。當撥片簧厚度超過1.1mm時，后者作用效果超過前者，簧片應力開始緩慢上升，同時簧片表面應力分布逐漸趨于均勻，最大等效應力點基本位于簧片中、后部位置。當撥片簧厚度超過1.4mm時，因厚度增加而引起的簧片扭轉形變趨勢開始占據(jù)主導地位，此時盡管在簧片表面位置應力分布已經(jīng)非常均勻，但是最大等效應力點已經(jīng)轉移到其端部與擊針接觸面位置，并且應力幅值也開始快速上升。圖6撥片簧組件優(yōu)化方案電擊發(fā)狀態(tài)位移圖（f）簧片厚1.5mm圖7優(yōu)化方案電擊發(fā)狀態(tài)撥片簧等效應力云圖（a）簧片厚1.0mm（b）簧片厚1.1mm（c）簧片厚1.2mm（d）簧片厚1.3mm（e）簧片厚1.4mm·174·1502
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼管混凝土拱梁組合橋整體架設施工受力性能分析[J]. 黃育凡,吳慶雄,陳康明. 橋梁建設. 2018(01)
[2]火炮炮閂擊發(fā)機構可靠性強化試驗技術[J]. 楊艷峰,鄭堅,狄長春,王宏凱,王帥. 火力與指揮控制. 2016(07)
[3]基于ALGOR的電擊發(fā)裝置擊針應力碰撞仿真分析[J]. 趙永娟,潘玉田,霍健鵬. 火力與指揮控制. 2014(08)
[4]擊發(fā)機構內(nèi)碰撞能量損失的有限元分析[J]. 王紅梅,楊衛(wèi),劉俊. 計算機仿真. 2013(02)
[5]基于ABAQUS的某火炮擊發(fā)機構碰撞仿真分析[J]. 藺月敬,何永,黃歡. 兵工自動化. 2012(10)
[6]機械擊發(fā)裝置撞擊力學分析[J]. 霍健鵬,高冉,潘玉田. 機械工程與自動化. 2011(01)
[7]轉管自動機擊發(fā)機構參數(shù)匹配研究[J]. 程剛,張相炎,董志強,賀東. 火炮發(fā)射與控制學報. 2010(03)
[8]機電擊發(fā)機構失效分析及改進措施[J]. 趙俊利,潘玉田,李培英. 火炮發(fā)射與控制學報. 2004(02)
[9]自行火炮發(fā)射時車體變形與應力的有限元分析[J]. 侯保林,顧克秋,錢林方. 火炮發(fā)射與控制學報. 2000(03)
碩士論文
[1]自行火炮結構動力學分析及優(yōu)化設計研究[D]. 柳高潔.南京理工大學 2009
本文編號：3367060
【文章來源】：火力與指揮控制. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
電擊發(fā)裝置撥片簧組件結構圖
齙緇鞣⒆?件工作受力情況時，擊針復位簧的回復力等效為作用于擊針下絕緣環(huán)下表面的正壓力P1，擊針下絕緣環(huán)下表面表面積S1，因為擊針模型為參數(shù)化建模，通過Solidworks軟件可以直接查得S1=56.65mm2則：P1=F1/S1=2.475/56.65=4.40×10-2MPa擊針尾端部與底火接觸時，端面S2受到的接觸壓力P2=0.1MPa；此外，在撥片簧扭臂處還受到彈簧彈子支撐力，因為電擊發(fā)狀態(tài)下扭臂轉動角度很小，彈子簧回復力近似不變，所以可以等效為一個垂直于扭臂下表面的恒力Fs1。圖2是電擊發(fā)狀態(tài)下?lián)芷赏廨d荷加載情況時受力情況。圖2撥片簧電擊發(fā)狀態(tài)受力分析2關鍵件優(yōu)化方案及分析關鍵件撥片簧的力學模型可簡化為兩端受到約束的彈性簡支梁。采用參數(shù)化分析設計的擊發(fā)機構,各運動件間互相協(xié)調,具有較高的擊發(fā)可靠性［6］。在撥片簧與擊針連接的約束部分因為扭轉擠壓而產(chǎn)生嚴重的應力集中現(xiàn)象［7-8］，為了優(yōu)化簧片受力情況就必須避免這種應力集中現(xiàn)象的發(fā)生。通過借鑒工程應用上拱梁結構分散載荷的實例［9］，在優(yōu)化方案中將撥片簧外形由線形改為弧形，同時加大擊針尾部簧片安裝孔高度，為簧片彎曲變形提供空間，以避免連接部位應力集中現(xiàn)象的發(fā)生。2.1撥片簧組件建模及網(wǎng)格劃分圖3優(yōu)化方案網(wǎng)格劃分情況圖3為優(yōu)化方案網(wǎng)格劃分情況，從圖中可見，撥片簧厚度方向上網(wǎng)格數(shù)量為4層，可以保證求解時的計算精度［10］。2.2不同安裝孔深撥片簧等效應力云圖及分析圖4為優(yōu)化后的不同安裝孔深撥片簧電擊發(fā)·172·1500
（總第45-）火力與指揮控制2020年第8期時，厚度增加引起的載荷分散效應超過扭臂下壓力增加的作用效果，因此簧片應力呈下降趨勢。當撥片簧厚度超過1.1mm時，后者作用效果超過前者，簧片應力開始緩慢上升，同時簧片表面應力分布逐漸趨于均勻，最大等效應力點基本位于簧片中、后部位置。當撥片簧厚度超過1.4mm時，因厚度增加而引起的簧片扭轉形變趨勢開始占據(jù)主導地位，此時盡管在簧片表面位置應力分布已經(jīng)非常均勻，但是最大等效應力點已經(jīng)轉移到其端部與擊針接觸面位置，并且應力幅值也開始快速上升。圖6撥片簧組件優(yōu)化方案電擊發(fā)狀態(tài)位移圖（f）簧片厚1.5mm圖7優(yōu)化方案電擊發(fā)狀態(tài)撥片簧等效應力云圖（a）簧片厚1.0mm（b）簧片厚1.1mm（c）簧片厚1.2mm（d）簧片厚1.3mm（e）簧片厚1.4mm·174·1502
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼管混凝土拱梁組合橋整體架設施工受力性能分析[J]. 黃育凡,吳慶雄,陳康明. 橋梁建設. 2018(01)
[2]火炮炮閂擊發(fā)機構可靠性強化試驗技術[J]. 楊艷峰,鄭堅,狄長春,王宏凱,王帥. 火力與指揮控制. 2016(07)
[3]基于ALGOR的電擊發(fā)裝置擊針應力碰撞仿真分析[J]. 趙永娟,潘玉田,霍健鵬. 火力與指揮控制. 2014(08)
[4]擊發(fā)機構內(nèi)碰撞能量損失的有限元分析[J]. 王紅梅,楊衛(wèi),劉俊. 計算機仿真. 2013(02)
[5]基于ABAQUS的某火炮擊發(fā)機構碰撞仿真分析[J]. 藺月敬,何永,黃歡. 兵工自動化. 2012(10)
[6]機械擊發(fā)裝置撞擊力學分析[J]. 霍健鵬,高冉,潘玉田. 機械工程與自動化. 2011(01)
[7]轉管自動機擊發(fā)機構參數(shù)匹配研究[J]. 程剛,張相炎,董志強,賀東. 火炮發(fā)射與控制學報. 2010(03)
[8]機電擊發(fā)機構失效分析及改進措施[J]. 趙俊利,潘玉田,李培英. 火炮發(fā)射與控制學報. 2004(02)
[9]自行火炮發(fā)射時車體變形與應力的有限元分析[J]. 侯保林,顧克秋,錢林方. 火炮發(fā)射與控制學報. 2000(03)
碩士論文
[1]自行火炮結構動力學分析及優(yōu)化設計研究[D]. 柳高潔.南京理工大學 2009
本文編號：3367060
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jingguansheji/3367060.html
