炮闩抽壳机构的结构设计及仿真分析(附件)【字数:10475】

摘 要摘 要本文依据相关参考文献资料对炮闩抽壳装置的结构进行设计,同时利用三维软件SolidWorks对其结构进行强度校核,对机构抽壳过程的分析利用了弹塑性力学的相关知识,计算出抽壳力的大小,找出了影响抽壳力的几个因素。将建立好的抽壳模型删掉配合并另存为parasolid格式的CAD文件导入ADAMS中进行刚柔混合模型的制作,对制作好的抽壳装置的刚性体模型和刚柔混合模型虚拟样机分别进行仿真分析,对比分析输出的抽壳力曲线和文献资料中试验得到的抽壳力曲线,发现抽壳装置的两种模型都能输出较为合理的结果,但是刚柔混合模型仿真时间更长,和实际更为贴近。最后针对刚体模型,保证抽壳阻力一定,改变复进速度,发现不同的复进速度下,复进速度越大,抽壳越顺畅,但是对于零件接触点的磨损相应变大;而保持复进速度不变,抽壳阻力不同,则抽壳阻力越小,抽壳越顺畅。通过与相关实验数据对比,证实了本文研究方法和研究结果的合理性。最后通过对于抽壳力和抽壳装置结构的分析,提出几点提升抽壳性能的建议。关键词抽壳装置、抽壳力、结构设计、ADAMS、仿真分析
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的及意义 1
1.2 国内外研究现状和存在问题 1
1.3 本文主要的研究内容和方法 2
1.4 本章小结 3
第一章 抽壳力的计算 4
2.2 炮弹发射过程力学分析 4
2.2 抽壳过程的定性分析与抽壳力的计算 4
2.2.1 膛压作用期 4
2.2.3 内压作用期膛压上升阶段 6
2.2.3 内压作用期膛压下降阶段 7
2.2.4 将药筒抽出炮膛力的计算 8
2.3 影响抽壳力的几个原因分析 9
2.4 本章小结 10
第三章 抽壳机构的结构及其强度设计 11
3.1 抽壳机构的结构分析 11
3.2 抽壳机构的零件设计 11
3.3 抽壳机构模型的制作 13
3.4 抽壳机构结构强度分析................................................................... style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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3.5 本章小结 19
第四章 抽壳机构虚拟样机的建立 20
4.1 关于动力学软件ADAMS简介 20
4.2 制作柔性体的几种方法介绍 20
4.3 制作刚柔混合模型 20
4.3.1 将刚体模型导入ADAMS 20
4.3.2 运用ViewFlex模块制作柔性体 23
4.4 添加相关的约束副和力 26
4.4.1 添加零件间的约束 26
4.4.2 零件间接触力的添加 26
4.4.3 驱动力的设置 27
4.5 本章小结 28
第五章 抽壳装置虚拟样机的仿真分析 29
5.1 抽壳装置的动力学仿真 29
5.1.1 刚性体模型的动力学仿真 29
5.1.2 刚柔混合模型的动力学仿真 33
5.2 对于两种模型仿真结果的比较分析 33
5.3 不同复进速度的仿真分析 33
5.4 不同抽壳阻力下的仿真分析 36
5.5 本章小结 37
总 结 38
致 谢 39
参考文献 40
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
火炮战场上的火力骨干,一种火力强、灵活可靠的战争机械,相较于其他战争武器,火炮具有非常经济和不受环境因素影响的优点,左右战场走向胜利的关键,被誉为战场上的"战争神话"。
现代火炮中基本为自动炮。现代火炮的分类又是多种多样的,根据它不同的功能可以分为航空炮,高射炮和舰炮。其中舰炮作为舰艇最古老的舰载武器,距今已有400年的历史。舰炮一直是舰艇最基本的攻击武器,但也是舰艇主要火力的来源,是现代水面舰船上不可或缺的武器。
当今时代,科技日新月异,新材料、新工艺逐渐被发现并被应用到实际的生产制造业中,计算机技术辅助制造技术的成熟,都给舰炮自身的改进和创新制造了发展的空间。同时我国拥有极长的海岸线和面积广阔的海域,舰炮的科技含量,自动化程度,有效射程和炮弹发射时的效率,都需要和现代海军作战时的信息化相匹配。在这种情况下,对于舰炮各个部分的设计和改进就非常的紧要。
抽壳装置是舰炮炮闩机构的一个非常重要的部件。它主要的作用是将炮弹发射后留在身管里面的药筒平稳顺畅的抽出来。所以抽壳装置能否较好的进行工作是决定后续中炮弹能否顺利进入身管并且让炮弹连续的发射的重要一环。在某个试验场进行对舰炮现场测试时,因为抽壳装置不能达到设计的要求而导致了实验结果的失败。所以,对于抽壳性能的影响要素的分析研究是重要且必要的。
1.2 国内外研究现状和存在问题
卫丰,张光[12]在论文中研究的核心内容是膛线在对于药筒发射时的应力和抽壳力的作用,同时理论上分析了炮闩开启时间和药筒身管间初始间隙对于抽壳过程抽壳力的影响。
康艳祥,张以都等人[21]运用了非线性有限元的方法对自动武器的抽壳装置的抽壳过程和抽壳时的抽壳力进行了仿真并计算出相应的结果。同时对于抽壳力的影响要素进行了分析研究。
杜中华,王长贵等人[8]研究时的方法是在Pro/E中建立火炮炮闩机构的三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS建立了炮闩刚体模型,对炮闩系统刚体模型虚拟样机的动力学相关特性进行分析研究。发现接触力在碰撞过程中的变化并不光滑,而且还可能出现碰撞后短时间脱离,然后再次进行撞击的现象。
张箭锋等[9]利用ADAMS同时结合了磨损规律对炮闩装置进行仿真,研究了装置上重要部件的磨损对于炮闩工作的影响程度,表达了炮闩发生故障主要来源于磨损的观点。但是他没有对于磨损量的多少和炮闩动作上影响大小给出数据上的研究,即只是进行了定性考虑。
徐耀春[11]在他的硕士论文中研究了某种舰跑炮弹发射过程中抽壳系统存在的零件塑性的形变和零件接触相互磨损的问题,以及怎样提高抽壳动作的顺畅性的方法。首先将有限元技术和结构动力学理论结合在一起对药筒的抽壳力和抽壳机构的结构动力学特性展开研究,对研究时所需要的相关数据进行模拟。然后将用 PRO/E制作好的舰炮的抽壳装置的三维模型利用有限元分析软件对模型进行划分网格。最后利用ABAQUS中的显示算法对模型分析研究,将得到的各部分得结构应力进行解释,研究了厚度对抽筒子应力的影响,确定了摇臂因该选择的最优厚度。
总的来说,虽然对于炮闩系统机构方面的研究比较多,但是对于单独的抽壳装置研究很少,即使有研究也大都集中在对于抽壳过程抽壳力的研究方面。对于抽壳装置的结构的相关参数的研究和抽壳后药筒的速度对抽壳性能的影响的研究就比较少甚至说没有。

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