面向大口径火炮一体化设计的多柔体系统动力学优化方法研究

发布时间：2024-02-06 21:18

　　随着战争形式的不断发展变化,新的战场环境与作战模式对火炮的性能提出了更高的要求,大口径火炮威力和机动性的矛盾也愈加突出,而传统的火炮设计理论难以实现影响火炮综合性能的动力学参数的系统优化,从而无法破解这种矛盾,已成为制约新一代高性能火炮研制的主要瓶颈之一。本文以此为背景,以大口径火炮总体结构与关键部件一体化设计为研究目标,应用多体系统动力学、神经网络代理模型技术、现代优化设计等理论与方法,对火炮多柔体系统动力学优化方法进行系统深入的研究。为了更好地模拟大口径火炮发射过程中各部件空间运动和局部变形相互耦合情况,利用模态综合法描述身管、摇架和上架等关键部件的弹性变形,通过界面节点将柔体与简化为刚体的炮尾、炮口制退器等连接。使用柔体-柔体接触关系模拟摇架衬瓦和身管、高低机齿弧和齿轮轴等部件间相互作用,通过含微小间隙的改进接触算法和修正的Coulomb摩擦方程表征身管与摇架前后衬瓦间的碰撞接触关系。对某大口径火炮多柔体系统发射动力学进行了数值计算,通过对比测试数据和数值计算结果,验证了所建模型的合理性。针对火炮柔体结构参数隐含于模态中性文件而难以直接选为设计变量的难题,基于遗传优化的RBF-B...

【文章页数】：142 页

【部分图文】：

图１．５论文整体研究框架??１５??

博士论文?面向大口径火炮一体化设计的多柔体系统动力学优化方法研究??

图２．４炮尾的三维实体模型??多体系统中的刚体构件，既可以在ＡＤＡＭＳ软件中直接建造，也可以从其他ＣＡＤ??

ＡＤＡＭＳ中直接进行精准建模，因此建模时一般首先在诸如Ｐｒｏ／Ｅ、ＵＧ、Ｉ－ＤＥＡＳ等ＣＡＤ??中进行三维建模，然后通过ＣＡＤ软件和ＡＤＡＭＳ间的软件接口，采用Ｐａｒａｓｏｌｉｄ等格式??将模型导入ＡＤＡＭＳ中完成几何建模。图２．４为炮尾的三维实体模型图。??２．２．１．２模型参....

图２．６揺架有限元分析模型??然后，运用ＡＤＡＭＳ／Ｆｌｅｘ将有限元分析生成的模态中性文件（＊．ＭＮＦ）导入模型中，??

建立对应有限元模型，进行模态分析。针对摇架的结构特点，在Ｈｙｐｅｒｗｏｒｋｓ??中，使用８节点等参六面体单元及板壳单元对摇架进行有限元离散，共有２１１７６个节点，??１８９９４个单元，如图２．６所示。图中界面主从节点通过刚性单元连接，主要用于多体系统??中的柔体摇架与火炮其他部件....

图２．８火炮多柔体动力学模型局部图??为了验证所建动力学模型的合理性，建模后进行数值计算并将数值计算结果与试验??

２．４．１多柔体系统动力学模型??通过建立各刚体和柔体结构模型，并设置好部件间约束条件，加载好载荷条件后，??得到本文研宄所需的某大口径火炮多柔体系统动力学模型，图２．８为该动力学模型的局部??７Ｋ意图。??耳轴中心上架?摇架??身管??ｘ?ｒＴｉｆｉ—?ｉ：?－??图２．８火炮....

本文编号：3896202