超轻型火炮摇架结构优化

发布时间：2021-02-19 14:36

　　本文针对某大口径超轻型牵引火炮轻量化的要求,结合国内外对火炮轻量化技术的研究,以火炮摇架为研究对象,对摇架结构进行了改进和优化设计。优化后的摇架不仅刚度有了明显的提高,质量也较原摇架有了一定的降低。本文首先利用有限元软件分析了原有摇架的刚强度,根据原摇架中存在的刚度不足和质量过大的问题,根据经验设计对原结构进行了改进。其次,在改进结构的基础上,针对超轻型火炮摇架减小质量、提高刚度的设计要求,基于有限元法和多目标优化设计方法,建立了摇架多目标优化数学模型。优化以摇架质量和刚度为优化目标,以摇架强度为约束条件,选择了摇架外形结构尺寸和摇架板厚为设计参数,采用改进非支配排序遗传算法（NSGA—Ⅱ）作为优化方法；通过优化得到了摇架Pareto最优解集,根据该解集设计的摇架在结构性能上有了进一步的提高。最后,为了进一步减轻摇架质量以满足轻量化的要求,在经过形状和尺寸优化后所得摇架结构的基础上进行了拓扑优化。优化以摇架质量为目标,摇架刚度为约束条件,通过变密度法优化得到了设计区域的密度云图,去除低密度区域后得到了摇架的拓扑结构模型。经过有限元分析,拓扑优化后的模型刚度与优化前相比基本一致,质量有所... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

2筒型摇架

“飞马”榴弹炮的摇架为框形，以其为基体安装有高效液压式反后坐装置。身管进时在摇架上的托箍内滑动。两具制退复进机筒布置在摇架内身管下部左右两侧，退复进机杆与炮尾连接。在摇架上部有储能筒，它和一个硕长的氮气储气筒呈一接，之间有通道。氮气储气筒有调压装置，以保证其内部气压。

图1.2.3M777摇架结构简图榴弹炮的摇架为框形，以其为基体安装有高效液压式反后坐装架上的托箍内滑动。两具制退复进机筒布置在摇架内身管下杆与炮尾连接。在摇架上部有储能筒，它和一个硕长的氮气储有通道。氮气储气筒有调压装置，以保证其内部气压。

【参考文献】：
期刊论文
[1]渐进结构优化法（ESO）和双向渐进结构优化法（BESO）的近期发展[J]. 谢亿民,黄晓东,左志豪,唐继武,荣见华.  力学进展. 2011(04)
[2]基于NSGA-Ⅱ算法的多连杆悬架多目标优化[J]. 奉铜明,钟志华,闫晓磊,陈瑜.  汽车工程. 2010(12)
[3]LHS方法在边坡可靠度分析中的应用[J]. 吴振君,王水林,葛修润.  岩土力学. 2010(04)
[4]基于设计空间调整的结构拓扑优化方法[J]. 荣见华,张强,葛森,牟让科.  力学学报. 2010(02)
[5]支架形貌优化设计方法研究[J]. 廖芳,王承.  上海汽车. 2009(09)
[6]基于遗传算法的小型水电钢结构工程形状优化设计[J]. 肖穆光.  湖南水利水电. 2009(03)
[7]某火炮上架结构拓扑优化设计[J]. 张海航,于存贵,唐明晶.  弹道学报. 2009(02)
[8]追究根基的结构拓扑优化方法[J]. 隋允康,叶红玲,刘建信,陈实,宇慧平.  工程力学. 2008(S2)
[9]结构拓扑优化的发展历程与展望[J]. 虞浩.  科技资讯. 2008(23)
[10]考虑应力和频率要求的车架结构拓扑优化设计[J]. 庄才敖,荣见华,李东斌.  汽车工程. 2008(05)

硕士论文
[1]基于拉丁超立方试验设计的事故再现结果不确定性分析[D]. 戴英彪.长沙理工大学 2011
[2]自行火炮结构动力学分析及优化设计研究[D]. 柳高洁.南京理工大学 2009
[3]大客车车身骨架结构拓扑优化设计[D]. 赵永辉.武汉理工大学 2008
[4]基于ESO的液压机下横梁结构拓扑优化及双向进化结构优化方法研究[D]. 孙圣权.重庆大学 2008
[5]轻质材料微结构的多目标拓扑优化设计[D]. 金炜枫.哈尔滨工业大学 2007
[6]重型货车车架结构的拓扑优化设计[D]. 巢媛.重庆大学 2007
[7]应力约束下半挂车车架的拓扑优化设计[D]. 刘学静.大连理工大学 2006
[8]连续体拓扑优化设计[D]. 陈淑玉.山东大学 2006
[9]非支配排序遗传算法（NSGA）的研究与应用[D]. 高媛.浙江大学 2006
[10]轻型火炮大架的优化设计[D]. 王明真.南京理工大学 2005



本文编号：3041257