動能彈模擬發(fā)射裝置俯仰架結(jié)構(gòu)設(shè)計與有限元仿真分析.pdf

1、動能彈發(fā)射系統(tǒng)是一個極其復(fù)雜的機構(gòu)，其往往是通過設(shè)計人員的經(jīng)驗進行設(shè)計的。這樣動能彈發(fā)射系統(tǒng)就必然會經(jīng)歷“設(shè)計→制作→實驗→改進”這一過程。但是，有時候需要對某些部件進行實驗數(shù)據(jù)采集時，采用整個發(fā)射系統(tǒng)來進行實彈試驗是非常浪費的。因此，非常有必要設(shè)計一種動能彈模擬發(fā)射裝置，并通過將關(guān)鍵部件安裝在模擬裝置上進行試驗，以獲得該部件的實驗數(shù)據(jù)。
　　在動能彈發(fā)射的過程中整個系統(tǒng)會受到多種載荷的作用。本文結(jié)合國內(nèi)外動能彈發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計與研

2、究，以模擬發(fā)射裝置的俯仰架為研究對象，對其進行了專門的設(shè)計與優(yōu)化。優(yōu)化后的俯仰架不僅符合了實驗時對剛度和強度的要求，同時也在質(zhì)量上較初步設(shè)計時下降了19％。
　　本文首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)的要求及設(shè)計經(jīng)驗，分析了動能彈發(fā)射系統(tǒng)的連接關(guān)系以及在工作過程中的受力情況，將其等效在模擬發(fā)射裝置上，完成了模擬裝置俯仰架的三維模型繪制;在此基礎(chǔ)上依據(jù)載荷的大小以及邊界條件，利用OptiStruct的分析模塊對該俯仰架進行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析以及運

3、用RADIOSS進行了非線性動力學(xué)分析。由結(jié)果可以看出，初步設(shè)計的俯仰架是符合項目指標(biāo)的。
　　其次，通過OptiStruct將俯仰架剛強度為約束，將體積最小化定義為目標(biāo)函數(shù)，最后將單元密度定義成設(shè)計變量，對俯仰架進行拓?fù)鋬?yōu)化分析，獲得了材料最優(yōu)分布的密度云圖，并通過該密度云圖對俯仰架進行了反設(shè)計，得到了優(yōu)化后的俯仰架。
　　最后，為了檢驗優(yōu)化后的俯仰架依然滿足設(shè)計要求，再次對優(yōu)化后的俯仰架進行了有限元分析。分析結(jié)果表明，優(yōu)