火炮高平机系统优化设计及特性分析
发布时间：2021-12-15 17:22
本文基于现代设计理论与方法对某超轻型大口径火炮的高平机部件以及传动部分进行了系统性能的分析及优化,并对高平机的部件结构方案进行设计及特性分析。高平机手轮力的大小作为火炮实际作战能力的重要指标之一,在设计过程中需要重点考虑。大口径超轻型火炮一般质心靠前,质量较大,不平衡力矩较大,导致手轮力过大。传统的气压式平衡机设计采用两点平衡法,很难较为有效的减小手轮力,因此需要对手轮力进行有效的优化以满足设计要求。为了更加充分的挖掘高平机系统的各项性能,有必要进一步对整个高平机系统进行优化,对传动系统效率和平衡特性进行协调配置,以降低手轮力。本文对整个高平机结构参数进行数学建模,建模时将传动机构简化成平面连杆机构,这样可以将万向节的传动效率同时进行优化；修正重力矩的计算方法；对螺杆螺母进行受力分析,最终得出手轮力计算公式。不同于前人将不平衡力矩作为优化目标,本文以手轮力最大值最小化为优化目标,采用多岛遗传算法与直接搜索法的组合算法,进行全局寻优。优化结果增强了高平机的实际可操作性,达到了改进设计目标,使全射角范围内手轮力控制在可操作范围内。高平机的补偿弹簧设计刚度及行程精度要求较高,工作空间极为有限...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 系统参数优化现状
1.2.2 结构稳定性有限元分析
1.2.3 高平机研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 高平机系统工作原理及分析
2.1 高低机工作原理及分类
2.2 平衡机工作原理及分类
2.3 螺杆气压式高平机方案
2.4 螺杆气压式高平机影响因素分析
2.5 本章小结
3 高平机系统特性分析计算
3.1 概述
3.2 高平机系统数学建模
3.2.1 传动系统平面简化机构
3.2.2 质心位置
3.2.3 系统传动效率
3.2.4 螺纹副受力分析
3.2.5 平衡机力分析
3.3 手轮力计算
3.4 本章小结
4 高平机系统参数优化
4.1 概述
4.2 高平机优化模型
4.3 高平机优化策略
4.3.1 多岛遗传算法
4.3.2 直接搜索法
4.3.3 优化策略
4.4 过程集成
4.5 高平机优化结果
4.6 本章小结
5 补偿弹簧设计
5.1 概述
5.2 弹簧设计方法
5.2.1 传统弹簧设计方法
5.2.2 补偿弹簧设计方法
5.3 弹簧有限元设计
5.4 结果验证
5.5 本章小结
6 高平机屈曲特性研究
6.1 概述
6.2 高平机屈曲载荷公式计算
6.3 高平机有限元建模
6.3.1 屈曲分析基本理论
6.3.2 模型简化
6.3.3 主要部件及连接关系建模
6.3.4 装配要求及工况定义
6.3.5 载荷与边界条件
6.3.6 分析方法与算法设置
6.3.7 计算结果与分析
6.4 高平机压杆稳定性试验
6.4.1 试验平台及试验原理
6.4.2 试验步骤
6.4.3 试验结果
6.5 本章小结
7 结束语
7.1 工作总结
7.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于阶梯压杆模型和最小势能原理的立柱爆高计算[J]. 龚相超,钟冬望,杨泰华,李林玥. 爆破. 2012(03)
[2]超轻型牵引火炮高平机优化设计研究[J]. 张训国,顾克秋,周成. 机械设计. 2012(07)
[3]协调器小平衡机失稳校核及设计[J]. 王浩亦,冯广斌,孙华刚,朱汗青. 兵工自动化. 2012(05)
[4]基于ANSYS和iSIGHT的磁悬浮轴承结构优化设计[J]. 肖林京,张绪帅,常龙,郭海. 轴承. 2012(05)
[5]轻型牵引火炮高平机结构设计及有限元分析[J]. 张训国,顾克秋. 机械制造与自动化. 2012(02)
[6]基于iSIGHT平台的车辆动力传动系统联轴器刚度优化研究[J]. 刘辉,蔡仲昌,曹华夏,项昌乐. 兵工学报. 2012(02)
[7]基于iSIGHT的薄壁方管抗撞性尺寸优化[J]. 汪凯,王晓华,章桐. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]基于参数优化的炮塔轻量化设计[J]. 葛建立,过斌,杨国来,陈运生. 火炮发射与控制学报. 2011(04)
[9]单轴对称截面圆弧拱弹性弯扭屈曲临界荷载[J]. 窦超,郭彦林. 建筑科学与工程学报. 2011(04)
[10]混联式混合动力客车全局优化控制策略研究[J]. 林歆悠,孙冬野,秦大同,尹燕莉. 中国机械工程. 2011(18)
博士论文
[1]异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论及其关键技术研究[D]. 李庆兴.河北工业大学 2009
[2]大跨度钢桥极限承载力计算理论与试验研究[D]. 康孝先.西南交通大学 2009
[3]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
[4]不完整结构屈曲及其可靠性评定方法研究[D]. 吴香国.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]螺杆气压式高低平衡机的优化设计研究[D]. 张训国.南京理工大学 2012
[2]CRH5动车组卧铺车体结构优化设计[D]. 张豫.北京交通大学 2011
[3]倾转旋翼机总体参数优化设计[D]. 朱庆镇.南京航空航天大学 2011
[4]轻量化牵引火炮动力学分析与优化研究[D]. 周成.南京理工大学 2011
[5]起重机运动机构参数优化设计[D]. 严正宏.浙江大学 2008
[6]大型天线座车车架轻量化设计研究[D]. 宋发宝.武汉理工大学 2008
[7]多目标优化的粒子群算法及其应用研究[D]. 陈绍新.大连理工大学 2007
[8]液体气压式高平机的研究与仿真分析[D]. 吴迎春.南京理工大学 2006
[9]汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计[D]. 王薇.湖南大学 2006
[10]有限元方法及其软件的几个应用[D]. 吕景贵.浙江大学 2006
本文编号：3536841
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 系统参数优化现状
1.2.2 结构稳定性有限元分析
1.2.3 高平机研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 高平机系统工作原理及分析
2.1 高低机工作原理及分类
2.2 平衡机工作原理及分类
2.3 螺杆气压式高平机方案
2.4 螺杆气压式高平机影响因素分析
2.5 本章小结
3 高平机系统特性分析计算
3.1 概述
3.2 高平机系统数学建模
3.2.1 传动系统平面简化机构
3.2.2 质心位置
3.2.3 系统传动效率
3.2.4 螺纹副受力分析
3.2.5 平衡机力分析
3.3 手轮力计算
3.4 本章小结
4 高平机系统参数优化
4.1 概述
4.2 高平机优化模型
4.3 高平机优化策略
4.3.1 多岛遗传算法
4.3.2 直接搜索法
4.3.3 优化策略
4.4 过程集成
4.5 高平机优化结果
4.6 本章小结
5 补偿弹簧设计
5.1 概述
5.2 弹簧设计方法
5.2.1 传统弹簧设计方法
5.2.2 补偿弹簧设计方法
5.3 弹簧有限元设计
5.4 结果验证
5.5 本章小结
6 高平机屈曲特性研究
6.1 概述
6.2 高平机屈曲载荷公式计算
6.3 高平机有限元建模
6.3.1 屈曲分析基本理论
6.3.2 模型简化
6.3.3 主要部件及连接关系建模
6.3.4 装配要求及工况定义
6.3.5 载荷与边界条件
6.3.6 分析方法与算法设置
6.3.7 计算结果与分析
6.4 高平机压杆稳定性试验
6.4.1 试验平台及试验原理
6.4.2 试验步骤
6.4.3 试验结果
6.5 本章小结
7 结束语
7.1 工作总结
7.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于阶梯压杆模型和最小势能原理的立柱爆高计算[J]. 龚相超,钟冬望,杨泰华,李林玥. 爆破. 2012(03)
[2]超轻型牵引火炮高平机优化设计研究[J]. 张训国,顾克秋,周成. 机械设计. 2012(07)
[3]协调器小平衡机失稳校核及设计[J]. 王浩亦,冯广斌,孙华刚,朱汗青. 兵工自动化. 2012(05)
[4]基于ANSYS和iSIGHT的磁悬浮轴承结构优化设计[J]. 肖林京,张绪帅,常龙,郭海. 轴承. 2012(05)
[5]轻型牵引火炮高平机结构设计及有限元分析[J]. 张训国,顾克秋. 机械制造与自动化. 2012(02)
[6]基于iSIGHT平台的车辆动力传动系统联轴器刚度优化研究[J]. 刘辉,蔡仲昌,曹华夏,项昌乐. 兵工学报. 2012(02)
[7]基于iSIGHT的薄壁方管抗撞性尺寸优化[J]. 汪凯,王晓华,章桐. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]基于参数优化的炮塔轻量化设计[J]. 葛建立,过斌,杨国来,陈运生. 火炮发射与控制学报. 2011(04)
[9]单轴对称截面圆弧拱弹性弯扭屈曲临界荷载[J]. 窦超,郭彦林. 建筑科学与工程学报. 2011(04)
[10]混联式混合动力客车全局优化控制策略研究[J]. 林歆悠,孙冬野,秦大同,尹燕莉. 中国机械工程. 2011(18)
博士论文
[1]异型轧辊数控车床切削进给系统的设计理论及其关键技术研究[D]. 李庆兴.河北工业大学 2009
[2]大跨度钢桥极限承载力计算理论与试验研究[D]. 康孝先.西南交通大学 2009
[3]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
[4]不完整结构屈曲及其可靠性评定方法研究[D]. 吴香国.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]螺杆气压式高低平衡机的优化设计研究[D]. 张训国.南京理工大学 2012
[2]CRH5动车组卧铺车体结构优化设计[D]. 张豫.北京交通大学 2011
[3]倾转旋翼机总体参数优化设计[D]. 朱庆镇.南京航空航天大学 2011
[4]轻量化牵引火炮动力学分析与优化研究[D]. 周成.南京理工大学 2011
[5]起重机运动机构参数优化设计[D]. 严正宏.浙江大学 2008
[6]大型天线座车车架轻量化设计研究[D]. 宋发宝.武汉理工大学 2008
[7]多目标优化的粒子群算法及其应用研究[D]. 陈绍新.大连理工大学 2007
[8]液体气压式高平机的研究与仿真分析[D]. 吴迎春.南京理工大学 2006
[9]汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计[D]. 王薇.湖南大学 2006
[10]有限元方法及其软件的几个应用[D]. 吕景贵.浙江大学 2006
本文编号：3536841
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3536841.html
