某輕型牽引炮下部架體結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化是設(shè)計火炮部件的先進手段之一。本文以某輕型牽引炮下部架體為研究對象，研究結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在火炮關(guān)鍵部件后大架、前大架、下架設(shè)計中的應(yīng)用，解決現(xiàn)有下部架體存在的不足。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立全炮動力學有限元模型，基于集中參數(shù)模型模擬下部架體與土壤之間的相互作用關(guān)系。選取五種剛度、阻尼不同的土壤類型，獲得下部架體在不同土壤支撐作用下的動態(tài)特性響應(yīng)規(guī)律。通過計算發(fā)現(xiàn)后大架最大應(yīng)力較大、下架材料利用率低、下部架體支撐剛度不足等

2、問題。⑵研究后大架焊縫建模有限元方式，確定含焊縫的后大架有限元模型，運用確定優(yōu)化設(shè)計方法降低后大架應(yīng)力。針對確定性優(yōu)化結(jié)果可靠度與穩(wěn)健性較低。本文選取確定性優(yōu)化設(shè)計結(jié)果作為最初設(shè)計點，對其進行穩(wěn)健性優(yōu)化。通過優(yōu)化后后大架結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力降低且結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性、可靠度提高。⑶通過靈敏度分析，選取對下部架體支撐剛度影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量，以下部架體支撐剛度最大為目標，基于參數(shù)化優(yōu)化方法對下部架體組合尺寸參數(shù)進行優(yōu)化，構(gòu)造出擬合精度最高的RBF

3、近似模型，選取多島遺傳算法對下部架體支撐剛度進行優(yōu)化，大大提高了下部架體支撐剛度。⑷針對某輕型牽引炮下架減重設(shè)計，建立了火炮下架結(jié)構(gòu)在3種典型射角工況下的有限元模型，通過計算分析可知，下架最大應(yīng)力及變形較小，減重空間較大。受到傳統(tǒng)的分層序列優(yōu)化方法的啟發(fā)，提出了改進的分層序列優(yōu)化方法，以實現(xiàn)下架多工況減重設(shè)計。本文詳細闡述了下架在三種工況之間的分層序列方法及各個優(yōu)化層次之間約束條件的傳遞方式，利用拓撲方法，獲得最佳材料分布，最終的減重設(shè)