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火炮反后坐装置参数化设计与优化

归档日期:06-12       文本归类:反后坐装置      文章编辑:爱尚语录

  反后坐装置是火炮的核心部件,其主要作用是减小火炮发射时的受力,在射击后使其自动回复到射前位置,控制火炮后坐部分按预定的受力和运动规律后坐和复进。反后坐装置的动态性能直接影响到火炮射击的稳定性和精度。传统的反后坐装置设计是一个“设计-评价-修改”的不断优化的过程,大都是根据设计者的经验对各个结构尺寸进行估算,然后再进行不断地校核修改,这种方法对设计者的经验有较大的依赖,而且最后往往不能得到最优的设计方案,这种传统的设计方法已经难以满足现代火炮的设计要求。 本文基于现代设计理论和方法,开展反后坐装置参数化设计及优化研究。采用Pro/E的二次开发工具Automation GATEWAY进行了反后坐装置的参数化设计,在总体受力分析的基础上,开展了反后坐装置动力学的建模和分析,基于动力学模型和优化方法,对反后坐装置进行了结构优化,并采用EASA软件平台,开发了反后坐装置参数化分析和优化模块。具体的研究内容如下: (1)研究了基于Pro/E的参数化设计方法,以Automation GATEWAY为参数化开发工具,采用VB编程建立了反后坐装置的零部件和装配体参数化模型,并设计了用户界面和控制程序。 (2)分析了反后坐装置在后坐、复进过程中的受力,采用动力学建模理论和方法,建立了反后坐装置动力学模型,编制了MATLAB仿真程序,采用四阶Runge-Kutta法对后坐复进过程中的后坐阻力进行了求解,以某122火炮反后坐装置为例,通过仿真求解得到最大后坐阻力以及其他的运动诸元。 (3)基于反后坐装置动力学模型和优化方法,开展了反后坐装置结构优化,分别建立了节制杆外形优化模型和制退筒、制退杆结构优化模型,采用ISIGHT软件进行了优化求解。通过对节制杆外形的优化,使得最大后坐阻力较优化前明显减小,后坐阻力曲线更加平滑;通过制退筒、制退杆的结构优化,减小了制退机的径向尺寸。 (4)基于软件开发平台EASA,研究了仿真程序和优化程序的封装技术,进行了反后坐装置参数化和结构优化模块的开发,简化了输入输出接口,形成了一个可重复使用的反后坐装置设计模板,有效提高了参数化和优化设计的效率,降低了设计人员出错的可能性。

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