大口徑火炮發(fā)射載荷沿架體傳遞路徑的結構優(yōu)化.pdf

1、本文以“973”課題和國家自然科學基金項目為背景，針對某大口徑牽引火炮提高剛強度和優(yōu)化載荷傳遞路徑的需求，利用結構優(yōu)化理論和方法、遺傳算法等對該火炮上架和搖架進行拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和參數優(yōu)化。
　　對結構優(yōu)化理論和方法做了深入研究，探討了變密度法拓撲優(yōu)化、參數化結構優(yōu)化方法和NSGA-Ⅱ算法基本理論。在有限元建模軟件Hypermesh中建立了火炮后坐部分、上架和搖架的精細網格模型，并對上架和搖架進行靜力學分析，獲得初始結構剛強度性

2、能。然后將后坐部分、上架和搖架網格模型導入Abaqus軟件中進行隱式非線性動力學分析，得到架體載荷傳遞路徑和炮口擾動規(guī)律。
　　在Optistruct軟件中對上架進行多射角工況聯(lián)合下的拓撲優(yōu)化和尺寸優(yōu)化，通過拓撲優(yōu)化改進上架立板形狀和加強筋位置，利用尺寸優(yōu)化方法對上架各板件厚度進行調整，使得上架結構在0°、51°和70°射角工況結構性能均有所改善。同樣利用尺寸優(yōu)化方法對搖架51°射角工況下各板件厚度進行了優(yōu)化設計。
　　在對

3、上架和搖架進行優(yōu)化的過程中，拓撲優(yōu)化方法不能獲得上架立板形狀的最優(yōu)值，同時還發(fā)現搖架筋板位置和前套箍形狀對搖架的剛強度性能有重要的影響，對上架和搖架的尺寸優(yōu)化是獨立進行的，有必要對上架和搖架裝配結構的板件厚度進行綜合優(yōu)化，因此利用參數優(yōu)化方法繼續(xù)對該上架和搖架進行優(yōu)化設計。
　　在優(yōu)化后的上架和搖架裝配結構基礎上，運用參數化建模方法和Python語言在Abaqus中建立搖架和上架的參數化模型，在Isight優(yōu)化平臺上結合NSGA-