本文以某科研項(xiàng)目為背景,針對(duì)迫擊炮靶場(chǎng)射擊試驗(yàn)過程中多次出現(xiàn)迫擊炮彈尾翼頸部折斷現(xiàn)象,利用動(dòng)態(tài)非線性有限元法以及多目標(biāo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法對(duì)膛內(nèi)振動(dòng)特性進(jìn)行了分析研究,所做的主要研究工作如下：（1）利用Hypermesh軟件對(duì)迫擊炮炮身、座鈑、炮架及迫擊炮彈等結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,建立各部件之間的連接關(guān)系,完成全炮結(jié)構(gòu)有限元模型的建立。（2）基于有限元模態(tài)分析原理和步驟,以迫擊炮全炮為研究對(duì)象,在Abaqus軟件中建立迫擊炮模態(tài)分析有限元模型,采用Lanczos方法計(jì)算了彈丸位于身管的尾部、中部和炮口三個(gè)不同位置時(shí)全炮自由模態(tài)的固有頻率和振型,并與發(fā)射載荷的頻譜分析圖進(jìn)行了對(duì)比。（3）基于動(dòng)態(tài)非線性有限元理論,建立了考慮彈炮間接觸碰撞的全炮動(dòng)態(tài)非線性有限元模型,利用Abaqus/Explicit顯式求解器求解迫擊炮發(fā)射過程,獲得了彈丸初速以及炮口和彈丸擾動(dòng),在此基礎(chǔ)上研究了不同彈炮配合間隙和土壤特性對(duì)尾翼動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和過載的影響。（4）基于參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,以彈炮配合間隙為設(shè)計(jì)變量,建立彈炮配合間隙參數(shù)化有限元模型。以彈丸起始擾動(dòng)的位移、角位移和角速度為優(yōu)化目標(biāo),利用Isight優(yōu)化軟件,結(jié)合多目標(biāo)... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 迫擊炮發(fā)展和現(xiàn)狀
        1.2.2 非線性有限元法
        1.2.3 火炮發(fā)射動(dòng)力學(xué)
        1.2.4 火炮結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 迫擊炮彈結(jié)構(gòu)組成與膛內(nèi)受力
    2.1 迫擊炮彈結(jié)構(gòu)組成
    2.2 迫擊炮彈與身管配合間隙
    2.3 迫擊炮彈膛內(nèi)受力
        2.3.1 火藥氣體壓力
        2.3.2 慣性力
        2.3.3 摩擦力
    2.4 本章小結(jié)
3 全炮結(jié)構(gòu)有限元建模與模態(tài)分析
    3.1 有限元建模方法
    3.2 全炮結(jié)構(gòu)有限元模型
        3.2.1 模型簡(jiǎn)化
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 連接關(guān)系
    3.3 迫擊炮模態(tài)分析
        3.3.1 模態(tài)分析原理
        3.3.2 模態(tài)提取方法
        3.3.3 模態(tài)分析步驟
        3.3.4 模態(tài)分析模型
        3.3.5 計(jì)算結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 全炮動(dòng)態(tài)非線性有限元分析
    4.1 動(dòng)力學(xué)有限元基本理論
        4.1.1 動(dòng)力學(xué)有限元方程
        4.1.2 顯式積分方法
        4.1.3 隱式積分方法
        4.1.4 Abaqus中的接觸算法
    4.2 動(dòng)態(tài)非線性有限元模型
        4.2.1 內(nèi)彈道基本假設(shè)
        4.2.2 土壤特性
        4.2.3 載荷施加及邊界條件
    4.3 計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 彈丸初速分析
        4.3.2 炮口和彈丸擾動(dòng)分析
        4.3.3 尾翼動(dòng)態(tài)強(qiáng)度分析
        4.3.4 尾翼動(dòng)態(tài)過載分析
    4.4 彈炮配合間隙對(duì)尾翼折斷的影響
        4.4.1 間隙大小對(duì)彈丸擾動(dòng)的影響
        4.4.2 間隙大小對(duì)尾翼動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的影響
        4.4.3 間隙大小對(duì)尾翼動(dòng)態(tài)過載的影響
    4.5 土壤特性對(duì)尾翼折斷的影響
        4.5.1 不同土壤對(duì)彈丸擾動(dòng)的影響
        4.5.2 不同土壤對(duì)尾翼動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的影響
        4.5.3 不同土壤對(duì)尾翼動(dòng)態(tài)過載的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 彈炮配合間隙優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 參數(shù)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        5.1.1 參數(shù)化優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.1.2 Python語(yǔ)言
    5.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法
        5.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 NSGA-Ⅱ算法
    5.3 彈炮配合間隙優(yōu)化
        5.3.1 目標(biāo)函數(shù)的確定
        5.3.2 設(shè)計(jì)變量及約束條件
        5.3.3 彈炮配合間隙參數(shù)化有限元模型
        5.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]某迫榴式輕型牽引火炮的發(fā)射動(dòng)力學(xué)分析研究[D]. 宋焦.南京理工大學(xué) 2014
[4]迫擊炮彈末制導(dǎo)控制系統(tǒng)仿真研究[D]. 閆向遠(yuǎn).沈陽(yáng)理工大學(xué) 2014
[5]基于彈炮耦合的火炮非線性動(dòng)態(tài)特性分析與研究[D]. 林秉奇.南京理工大學(xué) 2013
[6]基于ANSYS的遺傳算法在框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用[D]. 杜保平.西安建筑科技大學(xué) 2011
[7]城軌車輛碰撞及端部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的仿真研究[D]. 車全偉.大連交通大學(xué) 2010
[8]基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化問題的研究與應(yīng)用[D]. 徐磊.中南大學(xué) 2007
[9]塊Lanczos法及其在大跨屋蓋風(fēng)致響應(yīng)分析中的應(yīng)用[D]. 王志坤.汕頭大學(xué) 2007
[10]某艦炮非線性有限元?jiǎng)恿W(xué)分析[D]. 徐寶.南京理工大學(xué) 2007



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