迫擊炮發(fā)射時以座鈑直接承受后坐阻力,座鈑質(zhì)量通常占有很大比重。因此在滿足基本設(shè)計要求的前提下,對座鈑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、減輕座鈑的質(zhì)量對迫擊炮座鈑的便攜性具有重要意義。本文以“十三五”預(yù)研項目為背景,采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合的方法,進(jìn)行座鈑的輕量化設(shè)計和仿真分析,全文主要研究內(nèi)容如下:(1)建立迫擊炮-土壤耦合動態(tài)非線性有限元模型。通過全炮動態(tài)有限元數(shù)值仿真,得到了4種工況下的鈦合金座鈑應(yīng)力、位移分布規(guī)律。對鈦合金座鈑進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,結(jié)合有限元數(shù)值結(jié)果獲得了座鈑傳力路徑。(2)進(jìn)行鈦合金座鈑形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化。通過對座鈑內(nèi)部筋鈑結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化和對座鈑全部筋鈑的尺寸優(yōu)化,得到了輕量化的鈦合金座鈑,比原座鈑減重22.57%。動態(tài)有限元數(shù)值結(jié)果對比表明該座鈑符合強(qiáng)度要求,迫擊炮射擊穩(wěn)定性與座鈑輕量化前接近,炮口擾動水平甚至略優(yōu)。(3)設(shè)計鈦合金骨架與復(fù)合材料鋪層相結(jié)合的輕量化座鈑結(jié)構(gòu)�；阝伜辖鹱k傳力路徑,設(shè)計了鈦合金承力骨架;通過碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋪層設(shè)計,建立了復(fù)合材料座鈑模型。結(jié)合復(fù)合材料的鋪層厚度優(yōu)化和鈦合金骨架的尺寸優(yōu)化,得到了優(yōu)化后的復(fù)合材料座鈑,比原座鈑減重...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 迫擊炮座鈑發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 迫擊炮座鈑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        1.2.3 復(fù)合材料在武器裝備中的應(yīng)用
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 迫擊炮座鈑傳力路徑仿真分析
    2.1 迫擊炮有限元建模
        2.1.1 有限元分析建模步驟
        2.1.2 座鈑結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分
        2.1.3 迫擊炮其它結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分
        2.1.4 發(fā)射地面條件模擬
        2.1.5 發(fā)射工況和邊界條件
    2.2 座鈑動態(tài)有限元數(shù)值結(jié)果及分析
    2.3 迫擊炮座鈑傳力路徑分析
        2.3.1 傳力路徑分析方法
        2.3.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法
        2.3.3 迫擊炮座鈑拓?fù)鋬?yōu)化
        2.3.4 迫擊炮座鈑傳力路徑分析
    2.4 本章小結(jié)
3 鈦合金座鈑輕量化設(shè)計
    3.1 座鈑的輕量化設(shè)計要求
    3.2 座鈑優(yōu)化概述
        3.2.1 座鈑優(yōu)化方法選擇
        3.2.2 優(yōu)化設(shè)計要素
        3.2.3 形狀優(yōu)化方法
        3.2.4 尺寸優(yōu)化方法
    3.3 鈦合金座鈑優(yōu)化設(shè)計
        3.3.1 鈦合金座鈑形狀優(yōu)化
        3.3.2 鈦合金座鈑尺寸優(yōu)化
    3.4 輕量化鈦合金座鈑動態(tài)有限元數(shù)值仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 復(fù)合材料座鈑設(shè)計及優(yōu)化
    4.1 座鈑鈦合金骨架設(shè)計
    4.2 碳纖維樹脂基復(fù)合材料鋪層設(shè)計
        4.2.1 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
        4.2.2 復(fù)合材料的選擇
        4.2.3 復(fù)合材料鋪層設(shè)計
    4.3 復(fù)合材料座鈑優(yōu)化設(shè)計
    4.4 復(fù)合材料座鈑動態(tài)有限元數(shù)值仿真
    4.5 本章小結(jié)
5 迫擊炮射擊穩(wěn)定性分析
    5.1 迫擊炮射擊穩(wěn)定性
    5.2 座鈑穩(wěn)定性分析
        5.2.1 座鈑在X、Z軸向的穩(wěn)定性分析
        5.2.2 座鈑下沉量對比分析
    5.3 炮口擾動分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3841758