红外枪瞄减振系统优化设计
发布时间：2021-08-29 17:29
红外瞄具减振系统对红外瞄具承受高强度冲击至关重要:减振效果的好坏直接影响武器的射击精度及可靠性。基于响应面法在Ansys Workbench中对红外瞄具及其减振系统进行参数化建模和有限元分析,模拟200 g冲击载荷下减振系统最大位移响应对结构参数的响应面曲线,进而设置减振连接装置的结构参数对最大位移响应的灵敏度:最大位移响应对结构参数的变化率。以此判断最大位移响应关于结构各参数的敏感性,并指导优化方向。优化分析板簧宽度、高度、厚度等结构参数对最大位移响应的影响规律。结果表明减振元件板簧组的宽度是最敏感的参数。优化分析结果可直接用于指导红外瞄具减振系统的结构设计。
【文章来源】：红外与激光工程. 2020,49(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
瞄具减振系统优化设计流程图
某型枪械的红外瞄具通过减振连接装置与枪体配合，红外瞄具系统的实体模型如图2所示。该型枪械击发时产生约200 g(峰值)的后坐冲击能量通过由板簧构成的减振连接装置传导至瞄具，因此，减振连接装置承受射击中产生的高强度高频率持续冲击力后的抗冲击性、稳定性及可靠性将是红外瞄具系统设计成功与否的关键。2.1.2 参数化建模
文中主要对红外瞄具系统的减振装置进行优化研究，因此，瞄具可视为整体，取其与减振连接装置进行装配的底板进行简化分析。同理，减振连接装置与枪体的装配部分也可简化为一平板。减振元件不做简化，按照实际状态建模，如此，在Workbench的DM中所进行的有限元参数化建模如图3所示。图3中，瞄具、枪体连接部分所简化的平板采用结构钢，减振元件由多层对称布置的板簧组成，单侧板簧由一层短板簧隔开其它层，板簧的材料选用高强度弹簧钢60Si2Mn A，其主要力学性能参数：弹性模量为210 GPa，泊松比为0.29，密度为7 740 kg/m3。建模时，选择两侧板簧之间的距离L、板簧组的宽度H、单侧板簧组中左、中、右板簧的厚度L1,L2,L3、中间短板簧的虚拟优化高度ZC2(建模时为优化需要，采用去除材料模式进行拉伸：即ZC2是控制的去除材料高度。中间短板簧实际高度为板簧组高度减去ZC2)等作为参数，即公式(1)中的Qi。由于瞄具视轴高度轻易不可调，故板簧组的高度不列入优化参数，在建模时固定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制[J]. 王春阳,赵尚起,史红伟,刘雪莲. 红外与激光工程. 2019(12)
[2]Finite element model updating of a rod-type ultrasonicmotor based on response surface method[J]. TAO Zheng,LIU Xu,HU Bin. Chinese Journal of Acoustics. 2018(01)
[3]基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计[J]. 魏传新,陈洪达,尹达一. 红外与激光工程. 2016(10)
[4]基于响应面法的微操作平台多目标优化[J]. 胡俊峰,徐贵阳,郝亚洲. 光学精密工程. 2015(04)
[5]机载稳瞄系统减振技术研究[J]. 杨艳妮. 科技信息. 2011(29)
[6]光电稳瞄平台用减振器[J]. 成刚,张一军,孙勇,瞿海娜. 应用光学. 2002(03)
硕士论文
[1]陀螺稳定吊舱控制系统研究[D]. 张润丰.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3371074
【文章来源】：红外与激光工程. 2020,49(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
瞄具减振系统优化设计流程图
某型枪械的红外瞄具通过减振连接装置与枪体配合，红外瞄具系统的实体模型如图2所示。该型枪械击发时产生约200 g(峰值)的后坐冲击能量通过由板簧构成的减振连接装置传导至瞄具，因此，减振连接装置承受射击中产生的高强度高频率持续冲击力后的抗冲击性、稳定性及可靠性将是红外瞄具系统设计成功与否的关键。2.1.2 参数化建模
文中主要对红外瞄具系统的减振装置进行优化研究，因此，瞄具可视为整体，取其与减振连接装置进行装配的底板进行简化分析。同理，减振连接装置与枪体的装配部分也可简化为一平板。减振元件不做简化，按照实际状态建模，如此，在Workbench的DM中所进行的有限元参数化建模如图3所示。图3中，瞄具、枪体连接部分所简化的平板采用结构钢，减振元件由多层对称布置的板簧组成，单侧板簧由一层短板簧隔开其它层，板簧的材料选用高强度弹簧钢60Si2Mn A，其主要力学性能参数：弹性模量为210 GPa，泊松比为0.29，密度为7 740 kg/m3。建模时，选择两侧板簧之间的距离L、板簧组的宽度H、单侧板簧组中左、中、右板簧的厚度L1,L2,L3、中间短板簧的虚拟优化高度ZC2(建模时为优化需要，采用去除材料模式进行拉伸：即ZC2是控制的去除材料高度。中间短板簧实际高度为板簧组高度减去ZC2)等作为参数，即公式(1)中的Qi。由于瞄具视轴高度轻易不可调，故板簧组的高度不列入优化参数，在建模时固定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制[J]. 王春阳,赵尚起,史红伟,刘雪莲. 红外与激光工程. 2019(12)
[2]Finite element model updating of a rod-type ultrasonicmotor based on response surface method[J]. TAO Zheng,LIU Xu,HU Bin. Chinese Journal of Acoustics. 2018(01)
[3]基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计[J]. 魏传新,陈洪达,尹达一. 红外与激光工程. 2016(10)
[4]基于响应面法的微操作平台多目标优化[J]. 胡俊峰,徐贵阳,郝亚洲. 光学精密工程. 2015(04)
[5]机载稳瞄系统减振技术研究[J]. 杨艳妮. 科技信息. 2011(29)
[6]光电稳瞄平台用减振器[J]. 成刚,张一军,孙勇,瞿海娜. 应用光学. 2002(03)
硕士论文
[1]陀螺稳定吊舱控制系统研究[D]. 张润丰.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3371074
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3371074.html
