某火炮开闩动力学特性分析及可靠性研究
发布时间：2024-05-10 03:53
以某大口径超轻型火炮楔式炮尾为研究对象,结合国内外对不同炮闩的研究,运用多体动力学和有限元法分别研究炮闩动态特性和动态应力问题,为火炮炮闩分析计算提供了一定的理论和技术支持,并计算炮闩零件的可靠度,研究其可靠性。 首先,研究楔式炮闩的开闩特性。根据炮闩的开闩动作及零件间的相互关系,建立了开闩装置数学模型和抽筒装置数学模型,理论分析结构动态特性。然后运用动力学分析软件ADAMS建立炮闩多体系统动力学模型,研究药筒所受最大摩擦阻力分别是0kN、1kN、2kN、4kN、5kN等五种工况时的开闩特性,所研究的内容有：开闩阻力、药筒被抽出的速度、复进速度和开闩阻力的关系等,根据结果的分析,进而研究改变抽筒速度的方法。此外,文中还建立了炮闩刚柔耦合模型,与多刚体模型结果进行对比分析。 再者,研究炮闩主要零部件的动态应力。摒弃了传统的对炮闩进行静力学校核的方法,适当简化模型,建立正确的连接关系,选择较为准确的碰撞系数及相关接触模式,运用ABAQUS有限元分析软件建立了某火炮炮闩系统的非线性结构动力学模型,并采用隐式积分方法,重点考察曲柄、曲臂轴和抽筒子的动态应力响应情况。 最后,理论计算研究炮闩结构...
【文章页数】：87 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
1.2.1 火炮炮闩多体动力学研究现状
1.2.2 火炮炮闩非线性有限元动力学研究现状
1.3 本文研究的主要对象
1.4 本文主要研究内容
2 动力学研究方法及理论
2.1 概述
2.2 多刚体系统动力学
2.2.1 ADAMS多刚体系统的组成
2.2.2 多刚体系统动力学的坐标选择
2.2.3 多刚体动力学方程的建立
2.2.4 多刚体动力学模型的求解
2.3 非线性有限元动力学
2.3.1 非线性动力学有限元方程
2.3.2 非线性有限元动力学分析的数值方法
2.4 本章小结
3 火炮开闩特性分析
3.1 引言
3.2 数学模型建立
3.2.1 开闩基本动作
3.2.2 开闩装置数学模型
3.2.3 抽筒装置数学模型
3.3 炮尾炮闩机构建模
3.3.1 模型描述
3.3.2 动力学模型中的假设
3.3.3 炮尾炮闩机构拓扑关系
3.3.4 抽壳阻力的设定
3.3.5 模型中的参数
3.4 火炮开闩动力学特性分析
3.4.1 开闩阻力分析
3.4.2 药筒被抛出速度分析
3.4.3 复进速度与开闩阻力比较分析
3.4.4 复进过程合力分析
3.4.5 复进速度和开闩阻力的关系
3.4.6 65°射角时的开闩特性
3.4.7 关闩簧特性分析
3.5 改变药筒抛出速度的方法研究
3.5.1 卡壳故障
3.5.2 方法措施
3.6 炮尾炮闩机构刚柔耦合模型建立
3.6.1 建立柔性体的步骤
3.6.2 柔性体的建立
3.6.3 柔性体碰撞的模拟
3.7 多刚体模型与刚柔耦合模型的结果比较分析
3.7.1 开闩阻力比较分析
3.7.2 药筒被抛出速度比较分析
3.7.3 复进速度比较分析
3.8 本章小结
4 炮闩结构非线性有限元动态应力分析
4.1 概述
4.2 炮闩结构简化
4.3 ABAQUS非线性有限元建模
4.3.1 网格划分
4.3.2 模型中的装配与连接关系
4.3.3 载荷与约束
4.3.4 非线性动态分析方法
4.4 结果分析
4.4.1 曲柄动态应力
4.4.2 曲臂轴动态应力
4.4.3 右抽筒子动态应力
4.5 本章小结
5 火炮炮闩零部件可靠度计算
5.1 可靠性概述
5.2 机械可靠性研究现状
5.2.1 零部件可靠性
5.2.3 系统可靠性
5.3 机械可靠度
5.3.1 干涉理论
5.3.2 可靠度计算的一般方法
5.3.3 功能密度函数积分法
5.3.4 应力和强度为正态分布时的可靠度计算
5.4 概率分析基础
5.5 曲臂轴可靠性分析
5.5.1 曲臂轴的受力分析及强度计算
5.5.2 曲臂轴的可靠度计算
5.6 炮尾可靠度分析
5.6.1 炮尾的受力分析及强度计算
5.6.2 炮尾可靠度计算
5.7 本章小结
6 结束语
6.1 本文工作小结
6.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3968680
【文章页数】：87 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
1.2.1 火炮炮闩多体动力学研究现状
1.2.2 火炮炮闩非线性有限元动力学研究现状
1.3 本文研究的主要对象
1.4 本文主要研究内容
2 动力学研究方法及理论
2.1 概述
2.2 多刚体系统动力学
2.2.1 ADAMS多刚体系统的组成
2.2.2 多刚体系统动力学的坐标选择
2.2.3 多刚体动力学方程的建立
2.2.4 多刚体动力学模型的求解
2.3 非线性有限元动力学
2.3.1 非线性动力学有限元方程
2.3.2 非线性有限元动力学分析的数值方法
2.4 本章小结
3 火炮开闩特性分析
3.1 引言
3.2 数学模型建立
3.2.1 开闩基本动作
3.2.2 开闩装置数学模型
3.2.3 抽筒装置数学模型
3.3 炮尾炮闩机构建模
3.3.1 模型描述
3.3.2 动力学模型中的假设
3.3.3 炮尾炮闩机构拓扑关系
3.3.4 抽壳阻力的设定
3.3.5 模型中的参数
3.4 火炮开闩动力学特性分析
3.4.1 开闩阻力分析
3.4.2 药筒被抛出速度分析
3.4.3 复进速度与开闩阻力比较分析
3.4.4 复进过程合力分析
3.4.5 复进速度和开闩阻力的关系
3.4.6 65°射角时的开闩特性
3.4.7 关闩簧特性分析
3.5 改变药筒抛出速度的方法研究
3.5.1 卡壳故障
3.5.2 方法措施
3.6 炮尾炮闩机构刚柔耦合模型建立
3.6.1 建立柔性体的步骤
3.6.2 柔性体的建立
3.6.3 柔性体碰撞的模拟
3.7 多刚体模型与刚柔耦合模型的结果比较分析
3.7.1 开闩阻力比较分析
3.7.2 药筒被抛出速度比较分析
3.7.3 复进速度比较分析
3.8 本章小结
4 炮闩结构非线性有限元动态应力分析
4.1 概述
4.2 炮闩结构简化
4.3 ABAQUS非线性有限元建模
4.3.1 网格划分
4.3.2 模型中的装配与连接关系
4.3.3 载荷与约束
4.3.4 非线性动态分析方法
4.4 结果分析
4.4.1 曲柄动态应力
4.4.2 曲臂轴动态应力
4.4.3 右抽筒子动态应力
4.5 本章小结
5 火炮炮闩零部件可靠度计算
5.1 可靠性概述
5.2 机械可靠性研究现状
5.2.1 零部件可靠性
5.2.3 系统可靠性
5.3 机械可靠度
5.3.1 干涉理论
5.3.2 可靠度计算的一般方法
5.3.3 功能密度函数积分法
5.3.4 应力和强度为正态分布时的可靠度计算
5.4 概率分析基础
5.5 曲臂轴可靠性分析
5.5.1 曲臂轴的受力分析及强度计算
5.5.2 曲臂轴的可靠度计算
5.6 炮尾可靠度分析
5.6.1 炮尾的受力分析及强度计算
5.6.2 炮尾可靠度计算
5.7 本章小结
6 结束语
6.1 本文工作小结
6.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3968680
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3968680.html
