轻量化在火炮设计中的应用综述

随着现代军事科技的发展,火炮武器装备在作战过程中的重要性得到加强。轻量化是提高火炮机动性、平台适应性、作战人员战场生存能力的重要途径,在火炮设计中具有重要意义。从轻量化的主要思想出发,介绍了轻量化一般采用的方法。分析对比了材料轻量化通常使用的减重材料及应用场合;按照结构轻量化的设计流程,结合工程实例,分别介绍了拓扑、形状和尺寸3种优化方法及其之间的相互关系;探讨了多学科设计优化的设计理念,结合实践介绍了其取得的良好减重效果;总结对比了各种轻量化设计方法的特点及发展趋势,为火炮的轻量化设计提供参考。

炮口制退器研究现状及发展趋势

炮口制退器是火炮反后坐装置之一,通过后效期火药气体的冲击,能够显著减小火炮后坐动能,降低火炮后坐力,有利于提高射击精度和射速等,但同时也会产生炮口冲击波、噪声等危害。按结构特点将炮口制退器分为冲击式、反作用式和冲击反作用式3种类型,总结了一种适用于多种炮口制退器制退效率的计算方法。研究了炮口制退器的国内外发展现状,对比了各国主力火炮所采用的炮口制退器的类型,并提出了炮口制退器的轻量化、高效低危害、结构优化、高性能涂层、增强数值仿真能力等发展趋势,对炮口制退器的发展具有一定的参考意义。

电磁发射装置绝缘支撑的性能要求及材料应用综述

电磁发射是一种通过电路产生的洛伦兹力推动发射体进行加速的新型发射技术,与传统火药发射相较具有极大优势。绝缘支撑作为发射装置中的重要部件,其性能直接影响了装置整体的可靠性及寿命。以典型发射装置结构为例,简要介绍了绝缘支撑的安装形式及作用;在此基础上,参考国内外电磁发射研究,结合电磁发射原理,分析了绝缘支撑的性能需求;介绍了绝缘支撑材料的应用现状,分析了各种材料的优缺点及可能采用的改进方式,为后续绝缘支撑的进一步研究提供参考。

基于Kriging模型的齿轮副机构不确定性分析

乏组件水下检测装置中的齿轮副机构参数具有不确定性,在地震工况下,结构产生随机振动时有可能发生失效。为评估其失效概率,针对乏组件水下检测装置中的关键齿轮副机构,首先通过有限元分析软件ANSYS计算结构在地震下的响应,然后结合不确定性参数进行多次有限元分析迭代,进而建立齿轮轴半径、峰值功率谱密度、轴弹性模量与随机振动下3σ应力的Kriging模型并计算出结构失效概率,最后以核密度估计得到模型3σ应力的概率密度曲线。曲线显示3σ应力在[200,370]MPa区间内概率密度值较高,在区间两侧概率密度较低,表明齿轮副机构失效概率较低,模型3σ应力的概率密度与工程经验相符。

尾推式固体电枢的应力评估方法研究

电枢作为电磁轨道炮用弹丸核心部件之一,对其进行设计与改进一直在电磁轨道炮工程化研制中占据重要位置,其中应力评估是其设计的关键环节。基于电枢的负载要求和膛内不同时刻的工作状态,形成了电枢载荷及约束的加载方法,对所加载的载荷进行了参数化处理;依据轨道炮发射原理及发射试验结果对关键参数进行分析,根据分析结果对膛内工况进行了进一步假设及细化,建立了基于有限元方法的尾推式固体电枢应力评估方法;并以某型尾推式电枢为例进行了电枢应力的示范性计算。

乏组水下检测装置测量系统的动力学分析

在介绍某型乏组水下检测装置功能、组成和工作原理的基础上,对检测装置测量系统建立了运动学模型,通过虚功原理推导并建立测量系统自由振动和受迫简谐振动的运动微分方程,通过数值求解的方法建立了测量系统的测量误差函数,对比了几种建模方式下的误差曲线,同时对简谐振动进行了敏感性分析,得到了关键参数与测量误差的变化曲线。最后根据振动情况对组件受力进行了计算,以有限元法计算了组件的变形情况,为乏组水下检测装置测量系统的设计及改进提供了一种依据。

基于转子动力学的偏心齿轮对轴旋转的响应分析

乏组水下检测装置是核电站中堆外重要装备之一,对乏组件的测量精度关系到核电站的安全运行。检测装置轴上齿轮存在不平衡质量,降低了测量精度、破坏了测量稳定性。选取乏组水下检测装置中一关键传动轴结构,简化模型并建立了传动轴的运动微分方程,通过有限元法进行了转子动力学分析,得到了多工况下齿轮节点的轨迹图和位移时程图。从分析结果可以看出:偏心将导致齿轮中心点轨迹产生较大变化;偏心量一定时,两齿轮间的偏心相位角决定了齿轮中心点轨迹,节点位移幅值关于180°成对称关系。