發(fā)布時間：2020-08-01 19:17

【摘要】：轉(zhuǎn)臺是工具機的重要支撐部件,它的微變形會嚴重影響工具機的監(jiān)測精度。本論文以某型軍用U型轉(zhuǎn)臺作為研究對象,利用ABAQUS軟件對轉(zhuǎn)臺的靜動力學(xué)性能進行了分析,特別是對沖擊碰撞進行了顯式動力學(xué)分析,并在此基礎(chǔ)上,以結(jié)構(gòu)減重為目標進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,完成的主要研究工作如下:(1)在建立轉(zhuǎn)臺整體結(jié)構(gòu)有限元模型的基礎(chǔ)上,分析了常態(tài)條件下轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變及位移分布規(guī)律,得到了轉(zhuǎn)臺靜力承載能力;分析了車載轉(zhuǎn)臺碰撞時轉(zhuǎn)臺的應(yīng)力和位移狀態(tài),得出了車載轉(zhuǎn)臺的安置方向和關(guān)鍵位置動態(tài)位移結(jié)果,以及可承受的最大碰撞力和安全車速;分析討論了清障時轉(zhuǎn)臺的塑性應(yīng)變及應(yīng)對措施。(2)采用同位移應(yīng)力比較的方式,分別對轉(zhuǎn)臺的側(cè)面和底面主要尺寸參數(shù)的關(guān)聯(lián)性及主要尺寸參數(shù)對轉(zhuǎn)臺承載能力的影響進行了分析,得到了不同參數(shù)狀態(tài)下側(cè)面和底面的質(zhì)量及應(yīng)力狀況,最終得到了合理的側(cè)面及底面結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。(3)進行了轉(zhuǎn)臺整體結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化,并對優(yōu)化后的轉(zhuǎn)臺與原轉(zhuǎn)臺的靜力和碰撞結(jié)果進行比較分析。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TJ03
【圖文】：

1.1 選題背景及研究意義目前，中國國防現(xiàn)代化的發(fā)展水平離世界發(fā)達國家的距離還很遠。雖然引進了很俄羅斯、以色列的先進軍事技術(shù)，并擁有較強的武器自主開發(fā)和武器整合仿制吸收能力但是我國的基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，工藝加工技術(shù)還有待提高，這些弱點直接影響著中國武器質(zhì)量、壽命和出口[1]。為了盡快趕上發(fā)達國家的腳步，我國制訂了“中國制造 2025”劃，軍事武器裝備的發(fā)展方向必須要與國際接軌，即：遠距離打擊、通用化、標準化空間大型化、精確化、隱形化、電子化、微型輕型化、無人自動化、信息網(wǎng)絡(luò)化。這大發(fā)展方向成為了我國軍工從業(yè)人員的奮斗目標[2]。轉(zhuǎn)臺是各種發(fā)射裝置、測繪裝置的工作臺，可以旋轉(zhuǎn)到任意角度并固定在該位置亦稱“回轉(zhuǎn)工作臺”。轉(zhuǎn)臺是航空航天、國防工業(yè)領(lǐng)域中對相應(yīng)慣性部件進行連接的鍵設(shè)備，其應(yīng)用十分廣泛[3]。轉(zhuǎn)臺事實上是一種復(fù)雜的集光機電一體的現(xiàn)代化設(shè)備，臺可以都認為是 U 型，也有人按照連接機構(gòu)劃分為 U 型、T 型和球型[4]，如圖 1.1 所示U 型轉(zhuǎn)臺的作用是連接工作部件并使其實現(xiàn)角度的轉(zhuǎn)變，其綜合性能將直接影響慣性件使用結(jié)果的可靠性和精確性[5]。

1 緒論結(jié)構(gòu)減重是指機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可能出現(xiàn)實心結(jié)構(gòu)且跨度過大的情況，結(jié)構(gòu)件本身承載負荷有限，則在自身結(jié)構(gòu)不影響強度剛度的位置減輕結(jié)構(gòu)件本身的重量。應(yīng)用于本文研究的轉(zhuǎn)臺中，減重實際上是和加強筋相互對立的結(jié)構(gòu)部分，0.8 轉(zhuǎn)臺本身是個大跨度薄壁 U 型轉(zhuǎn)臺，在此基本條件下，要對結(jié)構(gòu)減重進行優(yōu)化設(shè)計，實際上就是對加強筋進行優(yōu)化設(shè)計。該轉(zhuǎn)臺需要安裝較多諸如傳感器、控制系統(tǒng)等小設(shè)備，從設(shè)計圖上可知有很多大小為 M4 的螺紋孔，正常的 M4 螺絲長度為 8~12mm，而每個面的總厚度均為 20mm，為了便于相應(yīng)零部件的安裝；且輕型裝甲車車載轉(zhuǎn)臺需要更換設(shè)備，質(zhì)量更輕更有利于整機的安裝和拆卸。本文將從變厚度/變材料結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)兩種形式進行細化調(diào)整，用直接搜索法和傳統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計法在現(xiàn)有的設(shè)計上進行結(jié)構(gòu)減重優(yōu)化，雖然優(yōu)化層次僅屬于截面尺寸優(yōu)化設(shè)計，但此類優(yōu)化具有直觀、高效、工藝性強、生產(chǎn)響應(yīng)迅速、生產(chǎn)預(yù)備簡單等諸多特點，因此在軍工生產(chǎn)單位中被廣泛采用。另外，由于受到機械加工工藝性的限制，無法使兩側(cè)面的減重從每個側(cè)面的內(nèi)外側(cè)同時銑出減重槽，使轉(zhuǎn)臺側(cè)面加強筋板的減重深度內(nèi)外對稱，在此說明只能從兩側(cè)面的外側(cè)設(shè)計減重形狀。

廣泛用于航空航天產(chǎn)品，可熱處理氧化，其強度比 ZL101A 更高，且具有優(yōu)良的鑄造性能，其耐蝕性和其它工藝性能均與ZL101相近。鑄鋁合金ZL114A的彈性模量為68GPa，泊松比為 0.33，材料密度為 2820kg/m3，屈服應(yīng)力 s為 310MPa。塑性應(yīng)變參數(shù)如表 2.1[60]所示， b為應(yīng)力，為 p應(yīng)變。表 2.1 鑄鋁合金 ZL114A 的塑性應(yīng)變參數(shù) b(MPa) p3303403500.0540.0880.109355 0.115360 0.1262.1.2 設(shè)計要求轉(zhuǎn)臺正常承載時，兩側(cè)軸孔受到 30kg 的壓力；輕型裝甲探測車清障時，碰撞力會經(jīng)由轉(zhuǎn)臺底座傳遞至轉(zhuǎn)臺。

【參考文獻】

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本文編號：2777884