本文以某總裝預(yù)研課題和國防“973”項(xiàng)目為研究背景,利用有限元動力學(xué)、實(shí)驗(yàn)測試、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及科學(xué)可視化技術(shù)對火炮沖擊載荷作用下筒型搖架的虛擬設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探討研究。探討了復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精度有限元網(wǎng)格建模技術(shù),采用了“蒙皮法”過渡實(shí)體和板殼單元,保證了建模精度,提高了建模效率。研究了筒型搖架承受的瞬態(tài)沖擊載荷模型、平衡機(jī)的等效模型以及約束關(guān)系。同時(shí)為了保證建模的通用性和一致性,開發(fā)了通用的參數(shù)化建模模塊。基于靜態(tài)剛強(qiáng)度準(zhǔn)則,分析了不同工況下筒型搖架的剛強(qiáng)度情況。在考慮平衡機(jī)非線性的基礎(chǔ)上建立了搖架動態(tài)剛強(qiáng)度模型,利用數(shù)值計(jì)算的方法獲得了動態(tài)沖擊載荷作用下筒型搖架各部位的動態(tài)應(yīng)力及位移響應(yīng)規(guī)律。構(gòu)建了搖架動態(tài)應(yīng)變的測試系統(tǒng),對搖架關(guān)鍵部位的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了測試,并與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證了筒型搖架剛強(qiáng)度虛擬設(shè)計(jì)分析的可行性。以搖架輕量化為目標(biāo),采用了混合參數(shù)化建模技術(shù),建立了數(shù)學(xué)優(yōu)化模型和優(yōu)化環(huán)境。根據(jù)多島遺傳算法,在滿足剛強(qiáng)度要求下,對筒型搖架實(shí)施了局部優(yōu)化研究。基于OpenGL接口,開發(fā)設(shè)計(jì)了有限元數(shù)據(jù)場重構(gòu)軟件。在軟件環(huán)境下對三維數(shù)據(jù)場進(jìn)行網(wǎng)格模型、消隱模型和云圖重構(gòu)顯示,討論了... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維實(shí)體單元和板殼單元連接模型

在均布載荷p的作用下，梁自由端靜撓度為。一pw尸八EI，其中I一w廳/12。分別對板殼單元、全實(shí)體單元模型以及上述兩種連接方式的模型進(jìn)行有限元建模分析，對比分析應(yīng)力和變形情況，如圖2.4一2.7，~—一—一習(xí)’圖2.3左端固定右端分布線載荷的懸臂梁、}、酬黔驪酬瓣綺拼一塑乳M.‘e‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘SN三G，(fr曲 ))(八u，:， 5%))))))))))))))))))l瑕瑕瑕瑕瑕瑕瑕 瑕圖 2.4圖圖2.5實(shí)體單元懸臂梁應(yīng)力云圖圖圖SM一se，，，，，，，，，，，sN注G(frract月on二一11.0)))〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕:…藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕 藕一「，09心呢呢呢呢呢呢呢呢 呢呢呢呢呢呢 呢呢呢 +441，5‘‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘ ‘+326、側(cè)側(cè) 側(cè)側(cè)側(cè)側(cè)側(cè) 側(cè)戶 .J廿

碩卜論文沖擊載荷作用下的筒型搖架虛擬設(shè)計(jì)面節(jié)點(diǎn)的平均位移和轉(zhuǎn)動相禍合。除了采用“Shell一t于solid’’方法解決不同類型單元間過渡問題，還可以在交界處實(shí)體單元表面蒙上一層適當(dāng)厚度的殼單元(殼單元的厚度可以根據(jù)連接單元的相對尺寸確定)來解決位移協(xié)調(diào)問題。這種方法被稱為“蒙皮法”，其思想是三個(gè)共面不同線節(jié)點(diǎn)對應(yīng)重合消除轉(zhuǎn)動自由度，因此對網(wǎng)格單元的劃分要求較高，需保證蒙皮單元節(jié)點(diǎn)與實(shí)體單元表面節(jié)點(diǎn)完全重合。為了驗(yàn)證“蒙皮法”和“Shen一to一solid’’這兩種連接方式的有效性，下面以一懸臂梁為例(如圖2.3)一端固定，受均布載荷p=IN/m艦2的作用，梁長l=100mm，寬w=10mm，高h(yuǎn)=2.smm，材料的彈性模量為E=7.0xl了幾心〕a，泊松比林=o。運(yùn)用材料力學(xué)理論，在均布載荷p的作用下，梁自由端靜撓度為。一pw尸八EI，其中I一w廳/12。分別對板殼單元、全實(shí)體單元模型以及上述兩種連接方式的模型進(jìn)行有限元建模分析，對比分析應(yīng)力和變形情況，如圖2.4一2.7，

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3559555