内嵌式信息系统与炮身的集成设计与分析

发布时间：2020-06-12 02:09

【摘要】：炮身内嵌式测试装置是未来火炮本体信息化的重要组成部分。本文以某大口径火炮为研究对象,对炮身内嵌式信息系统、通用电路以及缓冲结构方案进行设计。建立了弹丸、身管及缓冲结构的有限元模型,通过有限元仿真方法分析发射载荷条件下测试装置电子设备上的受力情况,并结合缓冲机理对缓冲结构进行优化设计。本文主要研究内容如下：(1)以建设信息化火炮为目标,明确了炮身内嵌式信息系统的研究目的及功能要求。在现有火炮测试技术基础上,分析各测试方法优缺点,以监控发射过程中炮身主要信息单元的数据信息为目的,拟定了身管各信息单元的测试方案,给出了各信息单元系统组成框图。根据功能要求,对炮身内嵌式信息系统进行了总体设计。(2)根据拟定的测试方案,以炮口角速度为对象,对炮身内嵌式信息系统中部分通用电路进行设计。对炮口振动角速度信号进行频谱分析,借助PADS和IAR Embedded Workbench软件平台设计内嵌式测试装置的硬件和软件。通过对测试装置主要耗能模块的功耗估算,选择系统的供电电源,并通过静态试验验证系统的可行性。(3)总结现有火炮测试技术,对炮身内嵌式信息系统部分测试装置进行结构设计,根据系统要求设计出部分测试装置结构简图,阐述了各测试装置的组成及功能。针对火炮发射过程中炮载测试装置电子设备在强冲击强振动环境下易损坏的问题,进行了炮载测试装置缓冲防护方案设计。(4)针对测试装置防护问题,利用ABAQUS/Explicit求解器对某大口径火炮发射过程进行数值模拟,分析炮载测试装置的损坏原因,提出缓冲结构的改进方案。为了得到缓冲层材料的最佳组合方案,以降低传递到电子设备上的应力波幅值为目标,利用Isight平台集成ABAQUS软件,对缓冲层材料进行参数化,并构建BP神经网络近似模型代替有限元动力学模型,采用遗传算法对缓冲层材料参数进行优化设计。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ302

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本文编号：2708849