某舰炮非线性有限元结构动力学分析

发布时间：2020-06-04 15:24

【摘要】：本文以某大口径舰炮为研究对象,应用非线性有限元理论研究了考虑弹丸与身管之间相互作用的舰炮发射动力学相关问题,可以为后续舰炮武器的设计、生产提供一定的理论依据。探究了复杂机械结构的有限元建模方法。在网格划分的过程中,对单元类型、网格数量、单元疏密分布、单元阶次选择、网格质量评价等因素进行了研究,并且探讨了不同单元类型之间的连接方法。利用Hypermesh软件的Solid-Map功能,采取分段扫描映射的方式完成了膛线身管的有限元网格划分,在此基础上,完成了舰炮全炮的三维实体建模和网格划分。建立了基于弹丸-身管耦合系统的舰炮有限元模型,通过ABAQUS材料子程序定义弹带的材料属性,利用ABAQUS有限元分析软件,综合显式分析和隐式分析的特点,应用非线性有限元理论,分析了弹丸与身管的相互作用对某舰炮炮口扰动的影响。利用ABAQUS软件建立了身管支撑环与摇架颈筒之间接触／碰撞的有限元分析基准模型,在基准模型的基础上,利用Python语言完成了参数化建模。以提高舰炮射击精度、减小炮口扰动为目标,采用Isight多学科优化软件,选择MOPSO算法,对身管支撑环与摇架颈筒之间的配合关系进行多目标优化。
【图文】：

带已经完全嵌入膛线。逡逑简化后的弹丸实体模型可认为由弹体和弹带组成，弹带的形状类似于身管膛线，逡逑因此采用身管膛线的有限元网格划分方法，弹丸有限元网格如图４．８所示，弹丸共有逡逑６７２１个节点，５０１１个单元。逡逑４３逡逑

咐逦ｔ（ｓ）逡逑图４．２８炮口垂直方向角速度对比曲线逦图４．巧炮口水平方向角速度对比曲线逡逑从弹丸出膛速度和角速度曲线看出，弹丸出膛速度为８４９．０１ｍ／ｓ，出膛角速度为逡逑１６９３．２３ｒａｄ／ｓ；与实测弹丸出膛速度８７４ｍ／ｓ很接近，，误差为２．７％；与实测弹丸出膛角逡逑速度１６８９ｒａｄ／ｓ的误差为０．２％。说明建模精度较高，计算结果可信。逡逑图４．Ｕ－４．２２可Ｗ看出，在弹丸出炮曰时刻，考虑弹丸－身管的岕合作用时，炮口逡逑点水平线速度和垂直线速度分别是８．３ｍｍ／ｓ和７２．９ｍｍ／ｓ，水平角速度和垂直角速度分逡逑别是５２６Ｘ邋ｌ0－３ｒａｄ／ｓ和０．６巧ｒａｄ／ｓ；不计弹丸－身管的锅合作用时，炮口点的水平线速度逡逑和垂直线速度分别是１．４３ｍｍ／ｓ和－５６ｍｍ／ｓ，水平角速度和垂直角速度分别是逡逑３．０６ｘｌ0－３ｒａｄ／ｓ和化０９７ｒａｄ／ｓ。从炮口点的线速度和角速度的对比曲线可看出
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ391

【参考文献】

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本文编号：2696583