燃气解脱式闭锁机构动力学分析与优化
发布时间：2021-03-19 19:44
本文以某火箭武器燃气解脱式闭锁机构为研究对象,利用动力学有限元法和结构优化理论,开展闭锁与解脱过程的运动学、动力学分析以及构件的刚强度分析,并对闭锁钩的形状进行了优化设计。根据发射和行军状态下火箭弹对闭锁力的不同要求,将闭锁机构动力学分析分为闭锁解脱工况与惯性载荷冲击工况。采用有限元软件ABAQUS对闭锁机构进行动力学有限元建模,仿真出该闭锁机构在火箭弹解脱发射时的动力学特性；综合考虑行军状态下不同的惯性载荷和各个部件之间的间隙,进行闭锁机构动力学仿真,得出了关键构件的动力学响应与刚强度。在动力学分析结果的基础上,以寻求最优预留间隙为目的,对闭锁机构进行动力学仿真优化,探讨间隙对闭锁机构受力的影响；将网格变形模块HyperMorph应用到闭锁机构典型构件闭锁钩的结构优化中,建立了多工况下的闭锁钩形状优化有限元模型,运用结构优化软件OptiStruct对闭锁钩进行了全面的形状优化设计。通过本文的研究,揭示了燃气解脱式闭锁机构各个部件在典型工况下的受力、变形及动态响应情况,优化了闭锁机构的形状尺寸,为火箭武器闭锁机构的结构设计提供了重要参考。
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 火箭武器闭锁机构概况
1.2.2 火箭武器发射动力学
1.2.3 结构优化设计
1.3 论文主要研究内容
2 燃气解脱式闭锁机构
2.1 燃气解脱式闭锁机构结构组成与工作原理
2.1.1 闭锁机构与火箭弹装配关系
2.1.2 闭锁机构与定向器装配关系
2.2 闭锁机构闭锁力
2.3 典型工况
2.4 本章小结
3 闭锁解脱过程动力学分析
3.1 引言
3.1.1 有限元分析的数值方法
3.1.2 接触问题的数学模型
3.2 动力学建模
3.2.1 网格划分
3.2.2 载荷与工况
3.2.3 各部件相互作用与约束
3.2.4 材料属性
3.3 仿真结果分析
3.3.1 动力学分析
3.3.2 强度分析
3.4 本章小结
4 惯性载荷对闭锁机构的影响
4.1 有限元计算模型
4.2 不同惯性载荷对闭锁机构的影响
4.2.1 向前惯性载荷冲击
4.2.2 向后惯性载荷冲击
4.3 基于最优间隙的惯性冲击
4.4 本章小结
5 闭锁钩结构优化
5.1 引言
5.2 形状优化设计数学模型
5.3 OptiStruct形状优化理论
5.3.1 HyperMorph介绍
5.3.2 OptiStruct形状优化流程
5.4 闭锁钩形状优化有限元建模
5.4.1 闭锁钩网格划分
5.4.2 载荷与边界条件
5.4.3 定义形状优化参数
5.5 优化结果分析
5.6 本章小结
6 总结
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]火箭炮闭锁机构工作过程瞬态动力学分析[J]. 陈四春,李军,张伟,王新星,鲁雷光. 南京理工大学学报. 2014(05)
[2]某弹簧式闭锁机构分析与仿真[J]. 吴茂林,梁洪涛. 四川兵工学报. 2014(08)
[3]火箭弹固弹销运输仿真分析与试验研究[J]. 李志勇,张永刚,李汉生,杨毅伟. 弹箭与制导学报. 2012(04)
[4]某型火箭炮闭锁装置检测研究[J]. 周彦江,袁占杰,刘广生. 火炮发射与控制学报. 2010(04)
[5]一种新闭锁挡弹机构设计分析与数值仿真[J]. 张中利,于存贵,马大为,乐贵高. 火炮发射与控制学报. 2007(02)
[6]多管火箭发射动力学研究[J]. 芮筱亭,贠来峰,陆毓琪,陈卫东,王国平,赵克升,何斌,陆文广. 兵工学报. 2004(05)
[7]考虑弹性定向管的多管火箭发射动力学的研究[J]. 毕世华,李显明,荣吉利,王汉平. 兵工学报. 2000(S1)
[8]机械产品概念设计及其方法综述[J]. 邹慧君,汪利,王石刚,郭为忠. 机械设计与研究. 1998(02)
博士论文
[1]结构拓扑优化设计若干问题的建模、求解及解读[D]. 牛飞.大连理工大学 2013
[2]防空火箭炮系统发射动力学研究[D]. 王雷.南京理工大学 2012
硕士论文
[1]某火箭炮底架结构优化设计与分析[D]. 宋双婧.南京理工大学 2014
[2]主动式安全带预紧装置的开发与仿真研究[D]. 齐晓明.湖南大学 2013
[3]车架结构轻量化设计研究[D]. 赵紫纯.中北大学 2013
[4]发射装置与火箭弹间相互作用非线性动力学分析[D]. 李彦君.南京理工大学 2012
[5]某多管火箭炮复合材料定向管结构分析及优化[D]. 姜勇.南京理工大学 2012
[6]某火箭发射系统动力学分析与刚度匹配研究[D]. 孙延超.南京理工大学 2012
[7]某反器材武器闭锁机构分析研究[D]. 黄怀宇.南京理工大学 2010
[8]某多管火箭炮非线性动态特性研究[D]. 杨全.南京理工大学 2009
[9]考虑几何非线性的结构形状优化设计及其工程应用研究[D]. 万党水.湖南大学 2006
本文编号：3090124
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 火箭武器闭锁机构概况
1.2.2 火箭武器发射动力学
1.2.3 结构优化设计
1.3 论文主要研究内容
2 燃气解脱式闭锁机构
2.1 燃气解脱式闭锁机构结构组成与工作原理
2.1.1 闭锁机构与火箭弹装配关系
2.1.2 闭锁机构与定向器装配关系
2.2 闭锁机构闭锁力
2.3 典型工况
2.4 本章小结
3 闭锁解脱过程动力学分析
3.1 引言
3.1.1 有限元分析的数值方法
3.1.2 接触问题的数学模型
3.2 动力学建模
3.2.1 网格划分
3.2.2 载荷与工况
3.2.3 各部件相互作用与约束
3.2.4 材料属性
3.3 仿真结果分析
3.3.1 动力学分析
3.3.2 强度分析
3.4 本章小结
4 惯性载荷对闭锁机构的影响
4.1 有限元计算模型
4.2 不同惯性载荷对闭锁机构的影响
4.2.1 向前惯性载荷冲击
4.2.2 向后惯性载荷冲击
4.3 基于最优间隙的惯性冲击
4.4 本章小结
5 闭锁钩结构优化
5.1 引言
5.2 形状优化设计数学模型
5.3 OptiStruct形状优化理论
5.3.1 HyperMorph介绍
5.3.2 OptiStruct形状优化流程
5.4 闭锁钩形状优化有限元建模
5.4.1 闭锁钩网格划分
5.4.2 载荷与边界条件
5.4.3 定义形状优化参数
5.5 优化结果分析
5.6 本章小结
6 总结
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]火箭炮闭锁机构工作过程瞬态动力学分析[J]. 陈四春,李军,张伟,王新星,鲁雷光. 南京理工大学学报. 2014(05)
[2]某弹簧式闭锁机构分析与仿真[J]. 吴茂林,梁洪涛. 四川兵工学报. 2014(08)
[3]火箭弹固弹销运输仿真分析与试验研究[J]. 李志勇,张永刚,李汉生,杨毅伟. 弹箭与制导学报. 2012(04)
[4]某型火箭炮闭锁装置检测研究[J]. 周彦江,袁占杰,刘广生. 火炮发射与控制学报. 2010(04)
[5]一种新闭锁挡弹机构设计分析与数值仿真[J]. 张中利,于存贵,马大为,乐贵高. 火炮发射与控制学报. 2007(02)
[6]多管火箭发射动力学研究[J]. 芮筱亭,贠来峰,陆毓琪,陈卫东,王国平,赵克升,何斌,陆文广. 兵工学报. 2004(05)
[7]考虑弹性定向管的多管火箭发射动力学的研究[J]. 毕世华,李显明,荣吉利,王汉平. 兵工学报. 2000(S1)
[8]机械产品概念设计及其方法综述[J]. 邹慧君,汪利,王石刚,郭为忠. 机械设计与研究. 1998(02)
博士论文
[1]结构拓扑优化设计若干问题的建模、求解及解读[D]. 牛飞.大连理工大学 2013
[2]防空火箭炮系统发射动力学研究[D]. 王雷.南京理工大学 2012
硕士论文
[1]某火箭炮底架结构优化设计与分析[D]. 宋双婧.南京理工大学 2014
[2]主动式安全带预紧装置的开发与仿真研究[D]. 齐晓明.湖南大学 2013
[3]车架结构轻量化设计研究[D]. 赵紫纯.中北大学 2013
[4]发射装置与火箭弹间相互作用非线性动力学分析[D]. 李彦君.南京理工大学 2012
[5]某多管火箭炮复合材料定向管结构分析及优化[D]. 姜勇.南京理工大学 2012
[6]某火箭发射系统动力学分析与刚度匹配研究[D]. 孙延超.南京理工大学 2012
[7]某反器材武器闭锁机构分析研究[D]. 黄怀宇.南京理工大学 2010
[8]某多管火箭炮非线性动态特性研究[D]. 杨全.南京理工大学 2009
[9]考虑几何非线性的结构形状优化设计及其工程应用研究[D]. 万党水.湖南大学 2006
本文编号：3090124
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3090124.html
