榴弹数字化设计与分析平台开发

发布时间：2020-04-17 14:27

【摘要】：为了顺应工业智能制造的发展趋势,设计工作必须快速响应产品的需求,因此榴弹的参数化设计与分析一体化势在必行。文章对榴弹的数字化设计与分析平台进行了需求分析和方案设计,开发了榴弹的结构参数设计模块、基于UG二次开发的三维参数化建模模块、榴弹的发射载荷计算与强度分析模块,编写了榴弹的飞行稳定性计算程序,集成了用于实现内弹道计算、气动参数计算和外弹道计算功能的现有程序。在此基础上,形成了基于VR的榴弹数字化设计与分析平台。主要研究内容如下:(1)对基于VR的榴弹数字化设计与分析平台进行了系统架构、功能和运行流程等总体方案设计。在分析了榴弹设计基础理论的基础上,进行了榴弹结构设计,为进一步的榴弹三维参数化建模和结构特征数计算提供了参数化模型数据。(2)采用的基于批处理模式的UG二次开发技术,调用UG自动进行建模,实现了榴弹三维参数化建模、榴弹模型结构特征数计算功能。又利用Visionary Render工业引擎对三维模型进行虚拟现实渲染,并以HTC Vive作为硬件平台实现了榴弹设计方案的展示和模型的交互。(3)在总结了榴弹发射过程中载荷和应力应变计算方法的基础上,集成了内弹道计算程序,并进一步开发了榴弹的载荷计算与强度分析模块,实现了弹体应力应变计算的功能。(4)集成了气动参数、外弹道计算程序,实现了榴弹的气动参数和外弹道诸元的计算,实现了模块之间的数据交互,为编写的榴弹飞行稳定性计算程序提供了参数,完成飞行稳定性计算。(5)依据上述研究内容,开发了基于VR的榴弹数字化设计与分析平台,运行验证了榴弹参数化设计与分析一体化功能。以上研究成果为弹药的数字化设计与分析系统的集成与开发提供了宝贵的经验。
【图文】：

图 3-1 榴弹的基本结构其中， 为口径，， 为全弹长， r0为弹头部长， y为圆柱部长， ω为弹尾部长。这尺寸作为基本尺寸决定了整个榴弹结构布局。 为弹头部与圆柱部联接角， h为弹壳部长度，ρ为弹头部外圆弧母线半径， 和 为外圆弧母线的中心标准， ωj为单位截部长度， 为弹尾部的倾斜角。这些尺寸作为辅助尺寸用来表征榴弹的外形特点。此，在确定上述诸尺寸时，应先着眼于基础尺寸，再确定辅助尺寸。1）全弹长设计对于普通铜弹带旋转榴弹，其最大全长很少超过 5.5 倍口径。2）弹头部设计目前，大部分榴弹都采用圆弧形母线。当榴弹飞行速度小于 500(m s )时，母线圆柱部界面的联接角 可取为 0°，一般来说 不应超过 3°，弹头部尺寸如图 3-2 所

图 3-1 榴弹的基本结构， 为全弹长， r0为弹头部长， y为圆柱部长， ω为决定了整个榴弹结构布局。 为弹头部与圆柱部联接外圆弧母线半径， 和 为外圆弧母线的中心标准的倾斜角。这些尺寸作为辅助尺寸用来表征榴弹尺寸时，应先着眼于基础尺寸，再确定辅助尺寸。带旋转榴弹，其最大全长很少超过 5.5 倍口径。弹都采用圆弧形母线。当榴弹飞行速度小于 500(角 可取为 0°，一般来说 不应超过 3°，弹头部尺
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ410.2

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本文编号：2630972