速射武器炮闩裂纹损伤分析与仿真研究

发布时间：2024-03-02 20:42

　　转管武器以其高射频和大范围的火力覆盖在防空反导中得到了人们越来越多的重视,炮闩作为转管武器的核心部件在实际使用过程中因为裂纹的萌生及扩展导致的故障时有发生。通过理论分析与数值仿真对相关问题进行研究有助于改善炮闩结构设计,提高转管武器可靠性。本文以某型转管武器炮闩为例,基于扩展的有限元法对炮闩中裂纹扩展进行了研究,通过引入参数化设计的思想简化了炮闩裂纹扩展仿真流程同时提高了仿真效率。1.通过N-code仿真得到炮闩疲劳损伤云图并以此作为预制裂纹的依据,在ABAQUS中进行裂纹扩展分析。基于同样的原理,本文先后对拉壳钩、开闭锁面以及小拉壳钩的裂纹扩展过程进行了仿真分析,得到的结论与理论分析和已有试验结果吻合程度较高,验证了扩展的有限元法在炮闩裂纹扩展中运用的可行性。2.以拉壳钩为例,从影响裂纹扩展的不同因素(裂纹角度、深度、位置、载荷)分别探讨了这些变量与裂纹最终形态和裂纹扩展速率之间的关系,结果表明,不同因子对裂纹扩展的影响程度不尽相同且变化趋势也有所差异,所得结论亦可作为改进转管武器维护方法的依据。3.简要介绍了Python语言,在此基础之上编写了脚本程序并定制相关插件,实现了机头部分...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外裂纹扩展理论及数值模拟研究现状
        1.2.1 国外关于裂纹扩展的研究成果
        1.2.2 国内关于裂纹扩展的研究成果
    1.3 模拟裂纹扩展的软件平台
        1.3.1 Zencrack
        1.3.2 FRANC3D
        1.3.3 ALOF
    1.4 本文研究的目的和意义
    1.5 论文主要内容
2 裂纹扩展理论与算法
    2.1 断裂力学基本理论
        2.1.1 基本断裂模型
        2.1.2 重要概念的介绍
    2.2 裂纹扩展的模拟方法
        2.2.1 虚拟裂纹闭合法
        2.2.2 内聚力模型法
        2.2.3 扩展的有限元法
    2.3 裂纹扩展准则
        2.3.1 最大能量释放率
        2.3.2 最大主应力/周向应力
        2.3.3 最小应变能
    2.4 材料损伤理论
        2.4.1 损伤准则
        2.4.2 损伤演化规律
        2.4.3 破坏准则
    2.5 本章小结
3 基于XFEM法的炮闩裂纹扩展分析
    3.1 引言
    3.2 ABAQUS软件介绍
    3.3 拉壳钩裂纹扩展仿真
        3.3.1 三维模型的建立和处理
        3.3.2 理论分析与计算
        3.3.3 仿真分析研究
    3.4 开闭锁面裂纹扩展仿真
        3.4.1 闭锁面裂纹扩展分析
        3.4.2 开锁面裂纹扩展分析
    3.5 小拉壳钩裂纹扩展仿真
    3.6 本章小结
4 不同因素对裂纹扩展的影响
    4.1 引言
    4.2 裂纹初始角对裂纹扩展的影响
        4.2.1 裂纹初始角和扩展速率的定义
        4.2.2 不同初始角的裂纹仿真
    4.3 不同深度的裂纹仿真
    4.4 不同位置的裂纹仿真
    4.5 不同载荷的裂纹仿真
    4.6 本章小结
5 基于参数化的炮闩裂纹扩展研究
    5.1 引言
    5.2 参数化设计思路
        5.2.1 参数化架构
        5.2.2 参数化流程
    5.3 基于Python的拉壳钩建模
        5.3.1 Python简介
        5.3.2 拉壳钩参数化建模
    5.4 基于Python的仿真流程
    5.5 本章小结
结论
    1 全文工作总结
    2 工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3917373