基于刚柔耦合模型的某车载迫击炮关键结构分析

发布时间：2021-09-17 15:56

　　本文运用有限元方法研究了某车载迫击炮关键结构的静、动态性能以及全炮在发射过程中的非线性动力学响应及相关问题,为该火炮的结构设计与改进提供理论依据及设计参考。探讨了火炮结构有限元分析方法及理论,简述了线性静力分析与线性动态分析,重点介绍了非线性结构动力学分析的数值方法（包括显式直接积分算法和隐式直接积分算法）,重点讨论了非线性动力学问题的有限元方程,还讨论了解的稳定性问题,为车载迫击炮的后续静力分析与动力学分析奠定了理论基础。研究了车载迫击炮的车架结构的有限元建模方法,对车架结构进行合理的简化,前、后悬挂系统简化为弹性连接,建立符合实际情况的车架有限元模型,然后对其进行静、动态性能分析,根据分析得出的结果对其进行改进设计,同时对改进后的车架结构进行静力分析和模态分析,求得车架在自由状态下的固有频率,以避开发动机正常使用时的激振频率。在建立好完整车架结构的基础上,进一步增加摇架、上架和下架结构,建立全柔体模型,分析它们在不同工况下的动态刚强度,以检验其是否满足设计要求,为下一步进行全炮动力学分析奠定了坚实的基础。研究了该车载迫击炮的全炮有限元建模方法,并建立了车载迫击炮的全炮有限元模型,运... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状概述
        1.2.1 车载迫击炮
        1.2.2 火炮发射动力学研究现状
    1.3 本论文的主要工作
2 火炮结构有限元分析方法及理论
    2.1 概述
    2.2 线性静力分析
    2.3 线性动态分析
    2.4 非线性动力学分析
        2.4.1 概述
        2.4.2 火炮发射过程中的非线性行为
        2.4.3 非线性动力学问题的有限元方程
        2.4.4 非线性有限元动力学分析的数值方法
    2.5 本章小结
3 车载迫击炮车架结构静、动态性能分析
    3.1 概述
    3.2 车架结构简介
        3.2.1 框式车架
        3.2.2 脊梁式车架
        3.2.3 综合式车架
    3.3 车载迫击炮车架结构刚强度分析
        3.3.1 车载迫击炮受力分析
        3.3.2 车架有限元模型的建立
        3.3.3 车架受力分析结果
    3.4 车架的改进及其静力学分析
    3.5 改进后车架结构模态分析
        3.5.1 概述
        3.5.2 模态分析理论基础
        3.5.3 车架模态计算分析
    3.6 本章小结
4 考虑部件柔性的关键部件耦合动态响应分析
    4.1 概述
    4.2 车载炮摇架、上架和下架结构的刚强度分析
        4.2.1 计算模型的建立
        4.2.2 单元类型与网格划分
        4.2.3 约束与加载
        4.2.4 计算结果分析
    4.3 本章小结
5 基于部件柔性的火炮发射动力学响应分析
    5.1 概述
    5.2 车载迫击炮有限元建模方法研究
        5.2.1 火炮有限元模型简化方法
        5.2.2 复杂模型有限元网格划分
        5.2.3 有限元模型各部件装配及连接关系
        5.2.4 施加载荷及边界条件
        5.2.5 模型运行计算
        5.2.6 结果分析与处理
    5.3 某车载迫击炮总体结构方案
    5.4 全炮系统有限元建模
        5.4.1 模型简化
        5.4.2 车载迫击炮主要部件及其连接关系建模
        5.4.3 边界条件、载荷以及工况定义
        5.4.4 隐式动力学积分算法设置
    5.5 计算结果及分析
        5.5.1 车载炮车架结构动态刚强度
        5.5.2 射击稳定性
        5.5.3 耳轴力
        5.5.4 后坐复进运动
        5.5.5 计算结果分析
    5.6 本章小结
6 全文工作总结
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CAE技术的某越野车车架分析[J]. 杨海平,王良模,彭曙兮,苏家竹,袁刘凯.  机械科学与技术. 2011(06)
[2]基于Hypermesh的中型货车车架有限元分析与优化[J]. 钟佩思,辛纪光,刘凤景,刘梅.  煤矿机械. 2009(04)
[3]国产SM4型81毫米车载速射迫击炮[J].   兵器知识. 2008(11)
[4]某越野车车架有限元建模与刚度分析[J]. 武和全,辛勇,董学勤.  机械设计与制造. 2008(06)
[5]“攻顶战神”——新型120毫米机动迫击炮全扫描[J]. 岳松堂,张珊珊,李文东.  现代兵器. 2005(08)
[6]有限元网格划分相关问题分析研究[J]. 金晶,吴新跃.  计算机辅助工程. 2005(02)
[7]有限元网格划分方法应用研究[J]. 王明强,朱永梅,刘文欣.  机械设计与制造. 2004(01)
[8]有限元网格划分的基本原则[J]. 杜平安.  机械设计与制造. 2000(01)
[9]全球自行迫击炮纵横谈[J]. 刘焕松.  坦克装甲车辆. 2003 (08)

博士论文
[1]车载炮动态非线性有限元仿真研究[D]. 葛建立.南京理工大学 2007
[2]自行火炮非线性有限元模型及仿真可视化技术研究[D]. 王长武.南京理工大学 2002

硕士论文
[1]基于弹炮耦合的火炮非线性动态特性分析与研究[D]. 林秉奇.南京理工大学 2013
[2]基于刚柔耦合的典型击发机构机理分析[D]. 蔺月敬.南京理工大学 2013
[3]大口径火炮自紧身管强度的有限元分析[D]. 郑祖华.合肥工业大学 2012
[4]超轻型火炮摇架结构优化[D]. 钱辉仲.南京理工大学 2012
[5]超轻型火炮结构动力学有限元分析与总体优化匹配技术研究[D]. 彭迪.南京理工大学 2012
[6]典型火炮结构静动力分析与轻量化设计[D]. 吴雪云.大连理工大学 2011
[7]某越野车车架结构有限元分析及试验研究[D]. 杨海平.南京理工大学 2011
[8]复杂结构的动态响应有限元分析技术和应用[D]. 卢其辉.南京理工大学 2011
[9]火炮身管结构强度与损伤分析[D]. 李鹏辉.中北大学 2010
[10]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



本文编号：3399044