針對(duì)迫擊炮武器系統(tǒng)信息化改型需求,設(shè)計(jì)了某新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。安裝托架為瞄準(zhǔn)系統(tǒng)與炮有效聯(lián)接的過(guò)渡件,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性直接影響瞄準(zhǔn)系統(tǒng)工作穩(wěn)定性�；谟邢拊ń⒘藢�(shí)際安裝托架結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型,并對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)及剛強(qiáng)度分析。設(shè)計(jì)并建立了新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的三維實(shí)體模型,開(kāi)展實(shí)彈射擊試驗(yàn),以實(shí)測(cè)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)安裝部位的沖擊加速度作為有限元分析的輸入載荷,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化后導(dǎo)入有限元分析軟件中進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)及剛強(qiáng)度分析計(jì)算。通過(guò)對(duì)安裝托架仿真計(jì)算校核,指導(dǎo)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)改型設(shè)計(jì),從而有效避免因安裝托架損傷引起的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)失效發(fā)生。 

【文章來(lái)源】：火力與指揮控制. 2020,45(09)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

某型迫擊炮構(gòu)成及新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)

繾臃⒖叵浜透?低視鏡瞄準(zhǔn)裝置等，安裝托架對(duì)于電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)裝置來(lái)說(shuō)屬于支撐部件，在有限元計(jì)算中，可將電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)器簡(jiǎn)化為整體剛度和質(zhì)量屬性對(duì)安裝托架進(jìn)行有限元計(jì)算。電子發(fā)控箱和高低視鏡瞄準(zhǔn)裝置的幾何外形對(duì)安裝托架的變形及受力影響不大，將其統(tǒng)一簡(jiǎn)化為一質(zhì)量點(diǎn)耦合連接到安裝托架上。對(duì)于重點(diǎn)考察的安裝托架，基于其受力情況及簡(jiǎn)化網(wǎng)格劃分，對(duì)安裝托架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理簡(jiǎn)化。車(chē)架結(jié)構(gòu)中的一些小尺寸結(jié)構(gòu)，如小孔、開(kāi)口等，作忽略處理［9］。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的安裝架幾何模型如圖3所示。3.2單元類(lèi)型及網(wǎng)格劃分將簡(jiǎn)化后的實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分［10］，簡(jiǎn)化后的安裝托架外形較為規(guī)則，因此，采用四面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格剖分，實(shí)體單元類(lèi)型為二次四面體單元C3D10，單元平均尺寸為2mm，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)考察的區(qū)域、圓角位置等進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，提升計(jì)算精度。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將電子發(fā)控箱和視鏡高低瞄準(zhǔn)裝置簡(jiǎn)化為質(zhì)量點(diǎn)耦合到安裝托架。如圖4所示為耦合質(zhì)量點(diǎn)后的有限元計(jì)算模型。圖5為整體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的有限元網(wǎng)絡(luò)模型。圖4安裝架整體有限元計(jì)算模型示意圖圖5安裝托架整體有限元網(wǎng)格計(jì)算模型圖3.3材料參數(shù)該型迫擊炮針對(duì)原型炮系統(tǒng)笨重、單兵攜行不便等缺點(diǎn)，要求各單體設(shè)計(jì)時(shí)需考慮重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、抗腐蝕性強(qiáng)等新型材料的使用，以有效降低全炮重量。新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了不同材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用，本文安裝托架主要需考核高強(qiáng)鋁合金、鎂鋁合金等2型材料的設(shè)計(jì)需求，通過(guò)對(duì)安裝托架開(kāi)展有限元仿真計(jì)算，以比選最優(yōu)設(shè)計(jì)材料，下頁(yè)表1為兩型材料的力學(xué)參數(shù)。以材料的抗拉強(qiáng)度極限為最大應(yīng)力的評(píng)估上圖3安裝托架幾何模型寇海軍，等：迫

窕?鄭?園滄巴屑?結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理簡(jiǎn)化。車(chē)架結(jié)構(gòu)中的一些小尺寸結(jié)構(gòu)，如小孔、開(kāi)口等，作忽略處理［9］。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的安裝架幾何模型如圖3所示。3.2單元類(lèi)型及網(wǎng)格劃分將簡(jiǎn)化后的實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分［10］，簡(jiǎn)化后的安裝托架外形較為規(guī)則，因此，采用四面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格剖分，實(shí)體單元類(lèi)型為二次四面體單元C3D10，單元平均尺寸為2mm，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)考察的區(qū)域、圓角位置等進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，提升計(jì)算精度。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將電子發(fā)控箱和視鏡高低瞄準(zhǔn)裝置簡(jiǎn)化為質(zhì)量點(diǎn)耦合到安裝托架。如圖4所示為耦合質(zhì)量點(diǎn)后的有限元計(jì)算模型。圖5為整體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的有限元網(wǎng)絡(luò)模型。圖4安裝架整體有限元計(jì)算模型示意圖圖5安裝托架整體有限元網(wǎng)格計(jì)算模型圖3.3材料參數(shù)該型迫擊炮針對(duì)原型炮系統(tǒng)笨重、單兵攜行不便等缺點(diǎn)，要求各單體設(shè)計(jì)時(shí)需考慮重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、抗腐蝕性強(qiáng)等新型材料的使用，以有效降低全炮重量。新型機(jī)電一體化瞄準(zhǔn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了不同材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用，本文安裝托架主要需考核高強(qiáng)鋁合金、鎂鋁合金等2型材料的設(shè)計(jì)需求，通過(guò)對(duì)安裝托架開(kāi)展有限元仿真計(jì)算，以比選最優(yōu)設(shè)計(jì)材料，下頁(yè)表1為兩型材料的力學(xué)參數(shù)。以材料的抗拉強(qiáng)度極限為最大應(yīng)力的評(píng)估上圖3安裝托架幾何模型寇海軍，等：迫擊炮新型瞄準(zhǔn)系統(tǒng)安裝托架結(jié)構(gòu)模態(tài)與強(qiáng)度分析·163·1689

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]某車(chē)載速射迫擊炮上架有限元模態(tài)分析[J]. 胡濤,王瑞林,張軍挪.  兵工自動(dòng)化. 2019(03)
[2]基于ABAQUS的某車(chē)載迫擊炮車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元分析[J]. 陶齊岡,何永,趙威,宋焦.  兵工自動(dòng)化. 2013(10)
[3]迫擊炮的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)[J]. 張自廉,趙志合.  國(guó)防科技. 2005(11)
[4]某型迫擊炮瞄具強(qiáng)度分析[J]. 高波,高飛.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2004(03)
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碩士論文
[1]迫擊炮座鈑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與輕量化設(shè)計(jì)[D]. 王鵬翔.中北大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3260210