從未來作戰(zhàn)需求來看,減輕重量、提高機(jī)動(dòng)性和快速反應(yīng)能力已成為迫擊炮的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)迫擊炮承擔(dān)的任務(wù),要求迫擊炮在保證威力的條件下,盡可能尺寸小、重量輕,而迫擊炮座鈑是主要的部件,座鈑輕量化是新型迫擊炮關(guān)鍵技術(shù)之一。本文重點(diǎn)從座鈑結(jié)構(gòu)、材料兩個(gè)方面,采用有限元法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容如下:本文首先對(duì)迫擊炮發(fā)射過程及座鈑受力進(jìn)行了分析,迫擊炮發(fā)射時(shí)大多以密實(shí)中硬土介質(zhì)為支撐,座鈑承受很大的炮膛合力,因此設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮結(jié)構(gòu)不能發(fā)生塑性變形,在此基礎(chǔ)上,初步進(jìn)行了座鈑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的剛強(qiáng)度分析,建立了座鈑與土壤耦合力學(xué)有限元模型,土壤采用半無(wú)限空間體,座鈑-土壤采用非線性接觸關(guān)系。使用ANSYS Workbench對(duì)不同射角下座鈑在最大炮膛合力作用下的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了仿真與分析。并設(shè)計(jì)了炮射試驗(yàn)測(cè)試方案,驗(yàn)證了仿真的合理性。在仿真與試驗(yàn)結(jié)果分析基礎(chǔ)上,對(duì)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化,質(zhì)量比現(xiàn)有同口徑迫擊炮的座鈑減輕50%,結(jié)構(gòu)滿足發(fā)射剛強(qiáng)度要求。本文在座鈑優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)方面的研究成果可為迫擊炮輕量化提供參考。 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 迫擊炮研究的進(jìn)展
        1.2.2 迫擊炮座鈑研究的進(jìn)展
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和方法
2 迫擊炮座鈑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 迫擊炮發(fā)射過程及座鈑受力分析
        2.1.1 迫擊炮的發(fā)射過程
        2.1.2 迫擊炮發(fā)射時(shí)座鈑的受力分析
    2.2 座鈑的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
        2.2.1 座鈑的技術(shù)要求
        2.2.2 座鈑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        2.2.3 座鈑的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)
        2.2.4 座鈑的材料選用
    2.3 座鈑總體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 土力學(xué)與仿真建模方法
    3.1 概述
    3.2 土力學(xué)基本理論
        3.2.1 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類
        3.2.2 土的動(dòng)力性質(zhì)
        3.2.3 土的本構(gòu)關(guān)系
    3.3 接觸問題的有限元分析方法
        3.3.1 有限元建模方法
        3.3.2 有限元接觸模型
    3.4 土的無(wú)限元分析方法
        3.4.1 無(wú)限元原理及應(yīng)用
    3.5 本章小結(jié)
4 迫擊炮發(fā)射時(shí)座鈑的載荷分析
    4.1 概述
    4.2 迫擊炮發(fā)射特點(diǎn)
    4.3 迫擊炮內(nèi)彈道數(shù)學(xué)模型
    4.4 迫擊炮發(fā)射時(shí)載荷計(jì)算與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 迫擊炮座鈑的有限元?jiǎng)倧?qiáng)度仿真與分析
    5.1 概述
    5.2 ANSYS Workbench簡(jiǎn)介
    5.3 座鈑在土壤支撐下的有限元建模
        5.3.1 座鈑與土壤三維模型的建立及導(dǎo)入
        5.3.2 座鈑與土壤的材料模型
        5.3.3 網(wǎng)格劃分
        5.3.4 接觸定義
        5.3.5 邊界條件與載荷設(shè)置
    5.4 仿真結(jié)果與分析
        5.4.1 75°射角下座鈑的剛強(qiáng)度分析
        5.4.2 85°射角下座鈑的剛強(qiáng)度分析
        5.4.3 結(jié)果分析與對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
6 迫擊炮發(fā)射試驗(yàn)與驗(yàn)證
    6.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    6.2 試驗(yàn)測(cè)試原理
    6.3 試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析
        6.3.1 試驗(yàn)過程
        6.3.2 數(shù)據(jù)獲取與分析
        6.3.3 試驗(yàn)結(jié)果
    6.4 試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比分析
    6.5 本章小結(jié)
7 座鈑的材料優(yōu)化設(shè)計(jì)
    7.1 概述
    7.2 優(yōu)化模型的建立
    7.3 優(yōu)化結(jié)果的分析
        7.3.1 優(yōu)化后座鈑土壤支撐下的計(jì)算結(jié)果
        7.3.2 座鈑優(yōu)化前后結(jié)果分析對(duì)照
    7.4 本章小結(jié)
8 座鈑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    8.1 概述
    8.2 三種結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化模型的建立
        8.2.1 方案一優(yōu)化模型的建立
        8.2.2 方案二優(yōu)化模型的建立
        8.2.3 方案三優(yōu)化模型的建立
    8.3 三種優(yōu)化方案結(jié)果對(duì)比與分析
    8.4 本章小結(jié)
9 結(jié)論與展望
    9.1 本文總結(jié)
    9.2 應(yīng)用展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3550332