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某复杂机械系统结构轻量化研究

奚文娜  
【摘要】:减轻武器重量,提高机动性,是现代战争的需求,也是今后武器研发的发展趋势,结构优化是目前减轻重量的一条主要技术途径,本文结合某自行火箭炮,对其回转体进行了轻量化研究。 本文以结构优化理论和方法为核心,主要做了以下工作:建立了某自行火箭炮全炮三维实体模型,为建立该火箭炮系统的动力学等效模型提供了必要条件,进行了发射动力学仿真,得到该火箭炮发射装置各关键连接部位在发射状态下的载荷,为有限元分析和结构优化提供了必需的数据;建立了该火箭炮发射装置超重部分的有限元模型,分两种工况,对模型进行了有限元强度分析,得出了关键部位的位移和应力值,对其的应力和变形分布有了具体的了解;运用结构优化的理论和方法,对该火箭炮发射装置超重部分进行了拓扑优化,使其在满足强度和精度的要求下尽可能多地减轻重量,对优化后得到的模型进行了结构分析和发射动力学分析,对比了该部件优化前后的特性变化以及对火箭炮系统的影响。结果表明,优化后该部件强度和精度满足要求,且对火箭炮系统的影响较小,对该部件的优化是比较成功的。本文的研究结果对今后的火箭炮武器系统的轻量化研究有一定的参考意义。


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