某艦炮模態(tài)匹配分析及優(yōu)化.pdf

1、本文以某艦炮為研究對象，把模態(tài)匹配分析技術(shù)應(yīng)用于艦炮結(jié)構(gòu)性能分析和動態(tài)優(yōu)化設(shè)計中以期提高艦炮整體作戰(zhàn)性能。針對艦炮結(jié)構(gòu)的局部非線性問題，先用線性模態(tài)理論識別計算出各主要部件的模態(tài)參數(shù)，再把結(jié)合面因素引入艦炮的動態(tài)特性分析中，求出艦炮結(jié)構(gòu)的整體動態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上對艦炮主要部件的模態(tài)參數(shù)進行多目標最優(yōu)匹配分析，尋求滿足設(shè)計要求的最優(yōu)設(shè)計方案，最后利用拓撲優(yōu)化技術(shù)結(jié)合艦炮發(fā)射動力學(xué)分析驗證了方案的可行性。
　　本文主要工作

2、內(nèi)容總結(jié)如下:
　　1、探討了艦炮復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)的有限元建模方法及建模流程，完成了對艦炮各部件的三維建模以及網(wǎng)格劃分，并采用合理的連接方式建立了全炮動力學(xué)有限元模型。
　　2.根據(jù)模態(tài)分析理論，運用有限元法獲得了艦炮身管、搖架、托架、轉(zhuǎn)臺等主要部件的固有模態(tài)振型，并從艦炮系統(tǒng)整體出發(fā)，把結(jié)合面因素引入艦炮的動態(tài)特性分析中，利用ABAQUS軟件中彈簧阻尼單元來表征結(jié)合面的剛度、阻尼特性，對全炮模型進行了整體動態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)分析

3、。
　　3.提出了用響應(yīng)面—Behnken設(shè)計(BBD)選取樣本點構(gòu)建設(shè)計參數(shù)（對炮口振動敏感的部件頻率）與響應(yīng)目標（炮口角位移和橫向振動線速度）的近似函數(shù)關(guān)系。結(jié)合滿意度函數(shù)法優(yōu)響應(yīng)目標，使其綜合最優(yōu)，獲得最佳的頻率匹配方案，達到通過頻率匹配優(yōu)化減小炮口振動的目的。
　　4.采用拓撲優(yōu)化技術(shù)，結(jié)合托架的實際運行工況和動態(tài)性能分析，基于ABAQUS/ATOM模塊下按照變密度法求解了多約束、多目標的托架拓撲優(yōu)化SIMP模型，并