本文以某火箭炮研究課題為背景,應(yīng)用結(jié)構(gòu)動力學以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論,進行了火箭炮發(fā)射動力學研究和各部件動態(tài)特性的匹配分析,優(yōu)化現(xiàn)有結(jié)構(gòu),達到減小初始擾動的目的。 課題研究主要包括以下一些工作： (1)在掌握火箭炮結(jié)構(gòu)原理的前提下,對火箭炮模型進行簡化處理,去除對結(jié)構(gòu)剛強度、質(zhì)量影響不大的幾何特征。對簡化模型劃分網(wǎng)格并添加各類接觸和載荷,建立可準確模擬原有結(jié)構(gòu)的有限元模型。 (2)對火箭炮各部件進行模態(tài)分析,得出各部件低階的固有頻率及振型；分析各部件動態(tài)特性分布,并評估其合理性。 (3)利用建立的火箭炮模型,采用有限元顯式算法對發(fā)射過程進行仿真,獲得了發(fā)射過程中各部件的應(yīng)力分布、定向器管口角位移等一系列的響應(yīng)結(jié)果,并對角位移數(shù)據(jù)進行了FFT變換,得到了對振動貢獻最大的的固有頻率值。 (4)根據(jù)模態(tài)分析和發(fā)射動力學計算的結(jié)果,對火箭炮進行動態(tài)特性匹配分析,確定各部件固有頻率適當范圍以及有改進空間的部件,利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件OPTISTRUCT對部件進行優(yōu)化,最終驗證了優(yōu)化的有效性。

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.1 火箭炮發(fā)射動力學
        1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 動力學有限元
    2.1 概述
    2.2 動力學有限元模型離散方程
    2.3 動力學有限元方程的求解方法
        2.3.1 概述
        2.3.2 顯式算法
        2.3.3 隱式算法
        2.3.4 解的穩(wěn)定性和精度
    2.4 本章小結(jié)
3 火箭炮模態(tài)分析
    3.1 概述
    3.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)理論
        3.2.1 結(jié)構(gòu)固有頻率和振型的求解
        3.2.2 應(yīng)用Abaqus進行模態(tài)分析
    3.3 建立火箭炮有限元模型
        3.3.1 抽象簡化
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 材料屬性
    3.4 火箭炮主要部件的模態(tài)分析
        3.4.1 定向器的模態(tài)分析
        3.4.2 發(fā)射箱的模態(tài)分析
        3.4.3 火箭炮起落架模態(tài)分析
        3.4.4 火箭炮回轉(zhuǎn)體模態(tài)分析
        3.4.5 火箭炮全炮模態(tài)分析
    3.5 本章小結(jié)
4 發(fā)射動力學計算
    4.1 概述
    4.2 火箭炮動力學模型
        4.2.1 連接關(guān)系建模
        4.2.2 載荷條件與工況
    4.3 仿真結(jié)果分析
        4.3.1 定向器管口振動響應(yīng)
    4.4 本章小結(jié)
5 火箭炮模態(tài)匹配分析
    5.1 概述
    5.2 正交試驗法
        5.2.1 正交試驗簡介
        5.2.2 正交表的構(gòu)成
        5.2.3 正交試驗的方差分析和貢獻率分析
    5.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        5.3.1 概述
        5.3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學模型
        5.3.3 拓撲優(yōu)化理論
    5.4 模態(tài)匹配
        5.4.1 概述
        5.4.2 建立有限元模型
        5.4.3 建立優(yōu)化數(shù)學模型
        5.4.4 仿真結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)束語
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3932442