某发射装置结构力学特性分析及优化设计

以某发射装置为研究对象,为减轻发射装置的重量、方便拆装并改善其静动态性能,对发射装置进行拓扑优化,以得到更优的发射装置结构。在对装置进行受力分析的基础上计算出其工作时的受力大小,利用SIMP插值方法建立了拓扑优化数学模型,使用solidThinking Inspire软件对发射装置分别进行以静态刚度最大和以静态刚度、动态平均频率最大为目标的多目标拓扑优化,得到发射装置拓扑优化结果。结合实际情况,在Pro/E软件中重构发射装置三维模型,将模型导入ANSYS分析其应力和模态。经过检验,新的发射装置与原来的相比重量减轻了近一半,其静动态性能更优,说明优化结果合理。     

某火炮上架结构拓扑优化设计

为了有效地减轻火炮质量,对某火炮上架进行了结构优化设计.运用有限元分析和结构拓扑优化设计相结合的方法,依据火炮发射时上架的结构受力特性及其技术设计要求,建立了优化数学模型;利用OptiStruct软件对上架进行了结构拓扑优化.根据优化结果设计的上架结构,质量减小12.17%,刚强度性能满足设计要求.该方法可用于指导火炮其它部件的结构优化设计和轻量化设计.     

基于Hyperworks的齿弧结构拓扑优化

以齿弧为研究对象,通过PR0/E设计软件建立齿弧三维模型,导入Hyperworks平台中进行拓扑优化,对优化后的齿弧进行可制造化处理,最后通过Abaqus软件对优化后的齿弧进行校核。经过拓扑优化,齿弧质量由62.4 kg减少为44kg,减轻的比例约为29.5%,达到轻量化的设计目的。齿弧的优化过程对发射装置轻量化设计具有一定的借鉴意义。     

车载导弹发射架结构有限元分析与拓扑优化设计

发射架是车载发射装置的关键承力构件之一，其结构刚度和固有频率等静动力学特性对导弹发射精度具有重要影响。以某车载导弹发射架为研究对象，通过多种行军过载和载弹工况的有限元建模与分析对比，研究发射架的受载特点，提出导弹装填、卸载和发射作业序列规划的一般指导原则。进而对发射架结构进行多工况条件下的拓扑优化，讨论挤压约束、最小和最大尺寸约束对拓扑优化结果的影响。根据拓扑优化构型对发射架进行重构设计，对优化设计进行有限元校核分析。分析结果表明，与原有设计相比，拓扑优化设计后的发射架结构减重超过10%,且几乎所有考虑工况下的刚强度均得到改善，刚度最大增幅达到21.47%,等效应力最大降幅达到31.97%;前6阶固有频率提升超过12%,对于减小发射扰动具有重要意义。     

火箭导弹发射装置快速瞄准过程动力学分析

为满足火箭导弹快速瞄准的要求,必须准确评价快速瞄准过程对发射装置产生的影响,以保证结构的可靠性。文中将ADAMS和ABAQUS软件相结合,完成了发射装置快速瞄准过程的仿真分析。运用AD-AMS分析比较了不同驱动方式下,发射装置关键部件所受的载荷。根据得到的载荷数据,运用ABAQUS对其进行有限元分析,获取应力分布云图,对发射装置关键结构进行了改进,保证发射装置结构可靠性。     

计及多射角工况的火炮上架结构优化设计

针对火炮的多射角工况特性,建立火炮上架结构的有限元模型,依据火炮发射时上架的结构受力特性及其技术设计要求,对其进行静态刚强度分析,在此基础上以提高上架刚度为目标,先运用拓扑优化方法寻求上架的最佳材料分布,确定加强筋的合理布局,再运用尺寸优化方法对上架进行详细设计,获取最终的结构优化方案。优化后多射角工况下左右耳轴中心位移显著减小,最大减小比率为32.61%,同时结构质量减小了1.42%,达到了提高上架刚度的优化设计目标。     

火箭发动机单室双推力多孔装药设计方法

为有效提高火箭弹炮口速度,减小发动机后喷燃气对发射装置的作用力,提出了单室双推力多孔装药结构,给出了装药药柱燃烧面积及通气面积计算方法,利用某火箭发动机的装药参数,计算了多孔装药内弹道特性参数.设计及计算结果表明,多孔装药结构易实现单室双推力的要求,能够提高装药药柱的刚强度特性.     

基于多体动力学的发射装置托架拓扑优化设计

为了更好地实现某型导弹发射装置托架轻量化,结合多体动力学并基于SIMP法的拓扑优化理论,运用OptiStruct平台对托架进行拓扑优化设计。根据导弹发射精度要求,建立了优化约束条件,得到了典型射击工况下托架的最佳材料分布和传力路径。考虑工程应用实际情况,得到了托架优化模型。参考比刚度结构效能,建立了结构刚度评价标准,对优化前后托架模态、发射动态响应以及导弹初始扰动等进行了对比分析。结果表明:与初始模型相比,优化后的托架比刚度效能增加了27.8%,质量减小了28.6%; 该方法提高了托架一阶模态频率,降低了托架与发射筒的共振效应对导弹初始精度的影响。     

基于ABAQUS的火箭发射装置振动特性分析

采用Pro/Engineer三维设计软件,建立6管旋回俯仰火箭发射装置三维模型,将模型导入ABAQUS/CAE环境中,建立了火箭发射装置有限元模型。通过有限元模型模态分析,获得火箭发射装置前4阶频率和振型,并分析计算了基频共振情况下火箭发射装置的变形和应力,找出结构潜在的问题,提出解决措施。通过对6管旋回俯仰火箭发射装置实物样机振动台试验,验证了有限元计算分析结果。研究结果表明有限元分析方法一定程度上解决了火箭发射装置振动特性分析理论性不足问题,提高初始设计可信度。     

车载多管火箭炮发射系统基座的轻量化

针对多管火箭炮发射系统基座的轻量化问题,基于拓扑优化理论及基座的设计要求,建立了基座优化的有限元模型.通过引入惩罚因子和最小成员尺寸避免了优化时数值不稳定的问题,得到了基座的拓扑优化设计结构.进行了刚强度校核和动力学响应分析.结果表明,刚强度满足设计要求,优化后的比刚度裕度得到了提高,质量减小了23%;经分析,优化后的基座对整炮性能响应的影响基本可以忽略.该优化设计方法可为多管火箭炮其他部件的轻量化设计提供参考.     

应用DDAM进行火箭发射装置抗冲击计算

数值仿真计算作为一种经济手段成为设备抗冲击能力校核的优先选用方法。采用PROE三维建模技术和Ansys响应谱分析技术,在Ansys Workbench中建立火箭发射装置抗,冲击有限元分析模型;使用DDAM方法,并结合国军标GJB1060.1-91,给出设计冲击谱值,进行火箭发射装置抗冲击计算。计算结果表明:火箭发射装置机械结构安全。该结果有助于火箭发射装置改进设计。     

虚拟样机技术在火箭发射装置设计中的应用

针对火箭发射装置传统设计方法的不足,分析了虚拟样机相关软件Pro/E、ADAMS与ANSYS各自的特点,提出了虚拟样机技术在火箭发射装置设计中的应用,阐述了3个软件之间的数据传送方法。以某火箭发射装置的减速器为例,介绍了虚拟样机技术的应用流程。     

某火箭炮底架优化设计

为了得到结构更合理且质量更小的某型火箭炮底架,以行军和发射状态的底架作为典型工况,利用结构优化方法对底架进行拓扑优化和尺寸优化.通过拓扑优化得到底架结构的最佳材料分布,并以此为参考设计出梁结构形式的底架;通过尺寸优化得到了底架各个梁合理的梁壁厚度.验证结果表明:优化后的底架性能不仅满足刚强度要求,而且质量比原底架减轻了约9%.     

箱式火箭炮系统阻尼减振仿真分析

以某车载箱式多管火箭炮为例，根据其结构和发射特点，运用阻尼减振技术来减少火箭发射时发射装置的振动，从而减小火箭初始扰动提高射击密集度。对施加复合阻尼前后定向管口的速度和加速度的时间历程进行仿真分析，说明了阻尼减振的有效性。     

浅析牵制释放发射技术

分析了国外火箭牵制释放发射装置的设计特点和设计要求，对其结构进行了综合研讨，在此基础上归纳了国外牵制释放发射机构的8点设计要求。提出了一种运载火箭强制牵制释放机构的设计思想和设计条件。     

多工况下某火炮摇架拓扑优化设计

为提高某火炮摇架的结构性能,满足结构的轻量化设计要求,减少研发周期和降低研发成本,对该摇架的结构进行拓扑优化设计。通过选取某火炮摇架承载最恶劣的2个工况,根据摇架的受力情况,基于Hypermesh-OptiStruct软件平台建立其有限元模型,采用变密度方法的拓扑优化技术,对摇架的拓扑优化获得去除低密度材料区域后的几何模型,并对2个工况下得到的几何模型进行布尔和操作以获得最终的优化结果。分析结果表明：经过拓扑优化后,模型质量减轻,刚强度与优化前相比有所提升,能够满足火炮总体的动/静态响应特性要求。     

某武装侦察机器人武器站大臂的拓扑优化设计

大臂是某武装侦察机器人武器站的主要承力部件与质量来源,为兼顾该结构的可靠性和轻量化要求,通过 HyperMesh与 OptiStruct对其进行了有限元优化设计。运用有限元方法分析了原结构在3种典型射角下,载荷对结构静强度和位移的影响。在此基础上选用密度更小的6061铝合金代替原结构材质45钢建立新的拓扑优化模型,以相对密度为设计变量,以体积最小化为目标函数进行了拓扑优化,得到优化结构。通过与试验样机对比,优化后的方案不仅在满足强度要求的前提下获得了更为合理的结构形式,而且大幅度降低了平台质量,使其便于在战争中轻装携带与快速投送。该设计可为同类型小型作战平台的优化设计提供一定的理论与工程借鉴。     

拓扑优化及其在自动武器减重设计中的应用

目前手持自动武器的减重设计多采用基于经验的结构修改法,盲目性大,费时费力.引入结构拓扑优化方法,解决自动武器零部件减重设计问题.采用有限元法与变密度法,给出了优化方法和步骤.以结构质量为目标函数,建立了某自动武器超重部件枪尾的优化模型,进行了结构拓扑优化.通过枪尾三维实体模型的重建,对比分析了优化前、后枪尾的强度特性.运用有限元法对自动武器零部件进行拓扑优化设计是一种自动武器减重设计的有效方法.     

某型发射装置底座的结构优化设计

发射装置中底座的设计除需要满足承载要求外,还需满足挂弹间隙尺寸和局部耐磨损的要求。针对某型发射装置的底座在轻量化设计中遇到的问题,结合有限元分析对底座进行结构优化设计并确定最终方案。通过装配和弹射试验,证明了该底座结构优化设计方案的可行性。     

多工况下某火炮摇架拓扑优化设计

选取了某火炮摇架承载最恶劣的两个工况,采用基于变密度方法的结构拓扑优化技术,以摇架多工况刚度最大化为优化目标,以体积比为约束条件,通过优化得到了设计区域的密度云图,去除低密度区域后得到了摇架的拓扑结构模型,再对两个工况下得到的几何模型进行布尔求和操作以获得最终的优化结果。经过有限元分析,拓扑优化后的模型刚强度与优化前相比略有提升,质量有所下降,证明了该拓扑优化设计是合理的。