某旋转药室火炮卡弹机构弹簧优化设计

为减小某旋转药室火炮卡弹机构卡弹爪、挡块与炮弹之间的接触力,延长其使用寿命,建立了炮弹进膛卡弹的运动微分方程,对3个压缩弹簧进行了优化设计。以压缩弹簧的弹簧中径、弹簧钢丝直径、工作圈数、预变形量及安装高度作为设计变量,用乘除法对该机构的弹簧力最小和弹簧重量最轻的多目标问题进行了归一化处理。以正确卡弹定位和弹簧设计要求作为约束条件,通过优化计算获得了最优结果。相对原设计参数,优化计算结果中3个压缩弹簧的最大弹簧力分别降低了23.1%、19.8%、34.6%,弹簧质量分别减小了58.9%、42.0%、77.8%。     

基于热效应的复合材料身管强度分析

为了分析火炮发射时高温高压火药气体瞬态冲击作用对复合材料身管的影响,对已设计的复合材料身管瞬态温度场和应力场采用有限元数值方法进行直接耦合分析,讨论复合材料身管在考虑温度变化情况下的应力分布,并对其强度进行校核.结果表明对复合材料身管强度进行分析时热应力和连发影响不可忽略,已设计加工的复合材料身管满足强度要求,为实验的可行性提供了理论计算依据,为复合材料身管的综合优化设计提供了参考.     

基于复形调优法的复合材料身管优化

通过结构优化设计可以获得重量轻刚度好的复合材料火炮身管。根据设计要求,建立复合材料身管结构优化模型,以各层材料厚度和复合材料层的缠绕角为优化设计变量,身管强度和重量为约束条件,身管刚度为优化目标。结合有限元计算模型和复形调优法,建立复合材料身管结构优化的求解框架,并进行了编程求解。优化算例表明,复合材料身管在满足强度和减重要求的条件下,一阶固有频率提高了12．14％。