冲击载荷作用下的筒型摇架虚拟设计
发布时间：2021-12-31 03:42
本文以某总装预研课题和国防“973”项目为研究背景,利用有限元动力学、实验测试、优化设计以及科学可视化技术对火炮冲击载荷作用下筒型摇架的虚拟设计问题进行探讨研究。探讨了复杂结构高精度有限元网格建模技术,采用了“蒙皮法”过渡实体和板壳单元,保证了建模精度,提高了建模效率。研究了筒型摇架承受的瞬态冲击载荷模型、平衡机的等效模型以及约束关系。同时为了保证建模的通用性和一致性,开发了通用的参数化建模模块。基于静态刚强度准则,分析了不同工况下筒型摇架的刚强度情况。在考虑平衡机非线性的基础上建立了摇架动态刚强度模型,利用数值计算的方法获得了动态冲击载荷作用下筒型摇架各部位的动态应力及位移响应规律。构建了摇架动态应变的测试系统,对摇架关键部位的动态响应进行了测试,并与有限元计算结果进行了对比分析,验证了筒型摇架刚强度虚拟设计分析的可行性。以摇架轻量化为目标,采用了混合参数化建模技术,建立了数学优化模型和优化环境。根据多岛遗传算法,在满足刚强度要求下,对筒型摇架实施了局部优化研究。基于OpenGL接口,开发设计了有限元数据场重构软件。在软件环境下对三维数据场进行网格模型、消隐模型和云图重构显示,讨论了...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维实体单元和板壳单元连接模型
在均布载荷p的作用下，梁自由端静挠度为。一pw尸八EI，其中I一w厅/12。分别对板壳单元、全实体单元模型以及上述两种连接方式的模型进行有限元建模分析，对比分析应力和变形情况，如图2.4一2.7，~—一—一习’图2.3左端固定右端分布线载荷的悬臂梁、}、酬黔骊酬瓣绮拼一塑乳M.‘e‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘SN三G，(fr曲 ))(八u，:， 5%))))))))))))))))))l瑕瑕瑕瑕瑕瑕瑕 瑕图 2.4图图2.5实体单元悬臂梁应力云图图图SM一se，，，，，，，，，，，sN注G(frract月on二一11.0)))〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕:…藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕 藕一「，09心呢呢呢呢呢呢呢呢 呢呢呢呢呢呢 呢呢呢 +441，5‘‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘ ‘+326、侧侧 侧侧侧侧侧 侧户 .J廿
硕卜论文冲击载荷作用下的筒型摇架虚拟设计面节点的平均位移和转动相祸合。除了采用“Shell一t于solid’’方法解决不同类型单元间过渡问题，还可以在交界处实体单元表面蒙上一层适当厚度的壳单元(壳单元的厚度可以根据连接单元的相对尺寸确定)来解决位移协调问题。这种方法被称为“蒙皮法”，其思想是三个共面不同线节点对应重合消除转动自由度，因此对网格单元的划分要求较高，需保证蒙皮单元节点与实体单元表面节点完全重合。为了验证“蒙皮法”和“Shen一to一solid’’这两种连接方式的有效性，下面以一悬臂梁为例(如图2.3)一端固定，受均布载荷p=IN/m舰2的作用，梁长l=100mm，宽w=10mm，高h=2.smm，材料的弹性模量为E=7.0xl了几心〕a，泊松比林=o。运用材料力学理论，在均布载荷p的作用下，梁自由端静挠度为。一pw尸八EI，其中I一w厅/12。分别对板壳单元、全实体单元模型以及上述两种连接方式的模型进行有限元建模分析，对比分析应力和变形情况，如图2.4一2.7，
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于多岛遗传算法的火力优化分配方法[J]. 李小将,李新念. 装备指挥技术学院学报. 2011(03)
[2]工程结构优化设计研究进展[J]. 蔡新,李洪煊,武颖利,朱杰. 河海大学学报(自然科学版). 2011(03)
[3]一种有限元科学计算可视化方法[J]. 周伟,田红旗,高广军. 工程图学学报. 2010(05)
[4]应力应变测试方法综述[J]. 郑俊,赵红旺,朵兴茂. 汽车科技. 2009(01)
[5]ABAQUS前处理二次开发在机构模拟中的应用[J]. 王田修,甘忠,张志国,王超. 计算机仿真. 2008(07)
[6]基于遗传算法的振动主动控制优化方法研究[J]. 孟祥众,石秀华,杜向党. 计算机测量与控制. 2008(01)
[7]Python语言和ABAQUS前处理二次开发[J]. 钟同圣,卫丰,王鸷,智友海. 郑州大学学报(理学版). 2006(01)
[8]颜色渐变的算法研究[J]. 李宋,吴文权,詹咏. 上海理工大学学报. 2004(03)
[9]列车气动试验数据可视化方法的研究[J]. 江帆. 中国铁道科学. 2003(03)
[10]有限元分析中的单元划分质量与计算精度[J]. 章春亮. 轻工机械. 2002(01)
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]炮口制退器优化设计理论与方法研究[D]. 江坤.南京理工大学 2007
[3]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]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
[2]基于OpenGL的交互式有限元后处理可视化程序开发[D]. 尤志祥.南京理工大学 2009
[3]基于OpenGL的有限元分析数据可视化系统开发[D]. 王德清.武汉理工大学 2008
[4]某火箭炮托架的动力学分析与结构优化[D]. 赵栋杰.南京理工大学 2006
[5]有限元可视化算法的研究与程序开发[D]. 李建波.大连理工大学 2003
[6]可视化有限元分析软件的后处理模块[D]. 蔡云帆.大连理工大学 2003
[7]三维电磁场有限元计算数据的可视化研究[D]. 李造利.华北电力大学 2002
本文编号：3559555
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维实体单元和板壳单元连接模型
在均布载荷p的作用下，梁自由端静挠度为。一pw尸八EI，其中I一w厅/12。分别对板壳单元、全实体单元模型以及上述两种连接方式的模型进行有限元建模分析，对比分析应力和变形情况，如图2.4一2.7，~—一—一习’图2.3左端固定右端分布线载荷的悬臂梁、}、酬黔骊酬瓣绮拼一塑乳M.‘e‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘SN三G，(fr曲 ))(八u，:， 5%))))))))))))))))))l瑕瑕瑕瑕瑕瑕瑕 瑕图 2.4图图2.5实体单元悬臂梁应力云图图图SM一se，，，，，，，，，，，sN注G(frract月on二一11.0)))〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕〕:…藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕藕 藕一「，09心呢呢呢呢呢呢呢呢 呢呢呢呢呢呢 呢呢呢 +441，5‘‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘ ‘+326、侧侧 侧侧侧侧侧 侧户 .J廿
硕卜论文冲击载荷作用下的筒型摇架虚拟设计面节点的平均位移和转动相祸合。除了采用“Shell一t于solid’’方法解决不同类型单元间过渡问题，还可以在交界处实体单元表面蒙上一层适当厚度的壳单元(壳单元的厚度可以根据连接单元的相对尺寸确定)来解决位移协调问题。这种方法被称为“蒙皮法”，其思想是三个共面不同线节点对应重合消除转动自由度，因此对网格单元的划分要求较高，需保证蒙皮单元节点与实体单元表面节点完全重合。为了验证“蒙皮法”和“Shen一to一solid’’这两种连接方式的有效性，下面以一悬臂梁为例(如图2.3)一端固定，受均布载荷p=IN/m舰2的作用，梁长l=100mm，宽w=10mm，高h=2.smm，材料的弹性模量为E=7.0xl了几心〕a，泊松比林=o。运用材料力学理论，在均布载荷p的作用下，梁自由端静挠度为。一pw尸八EI，其中I一w厅/12。分别对板壳单元、全实体单元模型以及上述两种连接方式的模型进行有限元建模分析，对比分析应力和变形情况，如图2.4一2.7，
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于多岛遗传算法的火力优化分配方法[J]. 李小将,李新念. 装备指挥技术学院学报. 2011(03)
[2]工程结构优化设计研究进展[J]. 蔡新,李洪煊,武颖利,朱杰. 河海大学学报(自然科学版). 2011(03)
[3]一种有限元科学计算可视化方法[J]. 周伟,田红旗,高广军. 工程图学学报. 2010(05)
[4]应力应变测试方法综述[J]. 郑俊,赵红旺,朵兴茂. 汽车科技. 2009(01)
[5]ABAQUS前处理二次开发在机构模拟中的应用[J]. 王田修,甘忠,张志国,王超. 计算机仿真. 2008(07)
[6]基于遗传算法的振动主动控制优化方法研究[J]. 孟祥众,石秀华,杜向党. 计算机测量与控制. 2008(01)
[7]Python语言和ABAQUS前处理二次开发[J]. 钟同圣,卫丰,王鸷,智友海. 郑州大学学报(理学版). 2006(01)
[8]颜色渐变的算法研究[J]. 李宋,吴文权,詹咏. 上海理工大学学报. 2004(03)
[9]列车气动试验数据可视化方法的研究[J]. 江帆. 中国铁道科学. 2003(03)
[10]有限元分析中的单元划分质量与计算精度[J]. 章春亮. 轻工机械. 2002(01)
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]炮口制退器优化设计理论与方法研究[D]. 江坤.南京理工大学 2007
[3]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]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
[2]基于OpenGL的交互式有限元后处理可视化程序开发[D]. 尤志祥.南京理工大学 2009
[3]基于OpenGL的有限元分析数据可视化系统开发[D]. 王德清.武汉理工大学 2008
[4]某火箭炮托架的动力学分析与结构优化[D]. 赵栋杰.南京理工大学 2006
[5]有限元可视化算法的研究与程序开发[D]. 李建波.大连理工大学 2003
[6]可视化有限元分析软件的后处理模块[D]. 蔡云帆.大连理工大学 2003
[7]三维电磁场有限元计算数据的可视化研究[D]. 李造利.华北电力大学 2002
本文编号：3559555
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