某輕型牽引炮下部架體結構優(yōu)化.pdf

1、結構優(yōu)化是設計火炮部件的先進手段之一。本文以某輕型牽引炮下部架體為研究對象，研究結構優(yōu)化方法在火炮關鍵部件后大架、前大架、下架設計中的應用，解決現有下部架體存在的不足。
　　本研究主要內容包括：⑴建立全炮動力學有限元模型，基于集中參數模型模擬下部架體與土壤之間的相互作用關系。選取五種剛度、阻尼不同的土壤類型，獲得下部架體在不同土壤支撐作用下的動態(tài)特性響應規(guī)律。通過計算發(fā)現后大架最大應力較大、下架材料利用率低、下部架體支撐剛度不足等

2、問題。⑵研究后大架焊縫建模有限元方式，確定含焊縫的后大架有限元模型，運用確定優(yōu)化設計方法降低后大架應力。針對確定性優(yōu)化結果可靠度與穩(wěn)健性較低。本文選取確定性優(yōu)化設計結果作為最初設計點，對其進行穩(wěn)健性優(yōu)化。通過優(yōu)化后后大架結構最大應力降低且結構穩(wěn)健性、可靠度提高。⑶通過靈敏度分析，選取對下部架體支撐剛度影響較大的結構參數作為設計變量，以下部架體支撐剛度最大為目標，基于參數化優(yōu)化方法對下部架體組合尺寸參數進行優(yōu)化，構造出擬合精度最高的RBF

3、近似模型，選取多島遺傳算法對下部架體支撐剛度進行優(yōu)化，大大提高了下部架體支撐剛度。⑷針對某輕型牽引炮下架減重設計，建立了火炮下架結構在3種典型射角工況下的有限元模型，通過計算分析可知，下架最大應力及變形較小，減重空間較大。受到傳統(tǒng)的分層序列優(yōu)化方法的啟發(fā)，提出了改進的分層序列優(yōu)化方法，以實現下架多工況減重設計。本文詳細闡述了下架在三種工況之間的分層序列方法及各個優(yōu)化層次之間約束條件的傳遞方式，利用拓撲方法，獲得最佳材料分布，最終的減重設