半可燃药筒火炮密封结构多目标优化设计

发布时间：2025-01-20 11:49

　　旋转药室密封技术是埋头弹火炮系统的关键技术之一。某型埋头弹火炮采用半可燃药筒结构用以旋转药室的密封,在实现密封的同时,也带来了火炮抽筒的技术问题。本文以某国防预研课题为背景,应用有限元、弹塑性力学、结构优化设计等理论对某型半可燃药筒火炮的密封问题与抽筒问题的机理进行了深入研究,不仅为解决工程中的实际问题提供了理论依据和决策参考,而且文中采用的兼顾计算精度和效率的优化策略为工程领域相关问题的解决提供了一种新的思路。主要研究内容如下： (1)分析了某型半可燃药筒火炮的密封机制,找到了其密封的关键区域,并在此基础之上建立起了该型半可燃药筒可靠密封的评判准则,即将密封通道B的密封开始时间作为整体密封效果的评判依据。同时,运用有限元动态响应分析的方法对密封结构的强度和闭气性等能进行了综合分析,揭示了密封问题和抽筒问题的内在联系,明确了在保证密封前提条件下,尽可能减小抽筒力的设计原则和目标。 (2)运用Python语言对非线性有限元软件ABAQUS进行了二次开发,将对抽筒力大小影响较大的设计变量进行参数化处理,从而建立起密封结构的参数化模型,为实现优化过程的自动化提供保证。 (3)通过对...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1密封分类示意图

密封学是一门多学科交叉学科。密封学是研究密封规律、密封装置设计以及密封工程应用的科学与技术。一般地，密封可分为静密封、动密封、准静密封或微动密封、转化为静密封的动密封等4大类，具体如图1.1所示【9J:静密封动密封接触型非封动密接触型封动密下万气门封全封密闭磁体密封流密封螺旋封浮....

图2.3火炮药室结构简图

半可燃药筒火炮密药筒火炮密封结构工作原理封特点中，药室(chamber)是放置发射药和保证发射药设计和弹药结构决定的，而结构形式主要决定于火工艺性等。目前常见的药室结构有药筒定装式药室和半可燃药筒式药室四种。下图是典型火炮药室

图2.4CTA火炮旋转药室的工作图

由内弹道设计和弹药结构决定的，而结构形式主要决定于火炮的性能和加工工艺性等。目前常见的药室结构有药筒定装式药室、药筒分式药室和半可燃药筒式药室四种。下图是典型火炮药室的结构简图导向部坡膛药室身管炮尾图2.3火炮药室结构简图，本文所研究的埋头弹(CTA)火炮是新发射原理火炮，弹药和....

图2.5某型半可燃药筒密封系统密封机制示意图

考虑到药筒结构首尾两端密封结构和机理相似，为了叙述简洁，本文仅对药筒首部密封段进行分析。该新型火炮旋转药室密封系统结构如图2.5所示。该系统可能存在的泄漏通道主要有三个，分别为通道A、通道B和通道C。该密封系统的密封机理为:通道A:当火炮发射时，金属环的“勺形”独特设计使得火药气....

本文编号：4029215