中腹摆弹机构刚-柔耦合建模及摆弹误差分析

为改变传统大口径舰炮旁侧路的复杂供弹模式,提出了一种应用中心单线摆弹机理的中腹供弹方式。应用惯量等效法,对假设为刚体的中腹摆弹机构进行分析,获得了摆弹的初始动力学参量。基于一次近似理论,应用一致质量有限元离散化方法,将中腹摆弹臂划分为若干单元。采用弧坐标分量和笛卡尔坐标分量共同描述柔性摆弹臂的变形场及运动关系。应用Hamilton原理建立中腹摆弹机构的刚-柔耦合动力学方程。仿真结果显示:在高射速、大摆角的情况下,中腹摆弹机构存在较大的摆弹误差;在中腹供弹系统的研究中,应考虑摆弹臂的柔性变形对摆弹精度的影响。

考虑摆弹臂柔性的中腹摆弹机构动力特性分析

在中腹摆弹机构的设计中,计及摆弹臂的柔性效应,应用一致质量有限元离散化方法,将中腹摆弹臂划分为若干单元,并建立中腹摆弹机构的混合坐标.采用连续介质力学的几何变形关系描述柔性摆弹臂的非线性变形场及运动关系.在变形场的描述中计入柔性摆弹臂纵向变形的二次耦合项,最后应用Hamilton最小作用原理建立中腹摆弹机构的一次近似刚-柔耦合动力学方程.通过MATLAB对动力学方程进行数值仿真,得到不同射角和不同摆弹质量情况下中腹摆弹臂的变形量,并对仿真结果进行分析,为中腹供弹系统的工程研究提供了理论依据.

中腹摆弹机摆臂疲劳特性研究

作为中腹摆弹机的重要组成部分,摆臂在工作中受到复杂的交变载荷,易产生疲劳裂纹.为了研究中腹摆弹机的疲劳特性,建立了中腹摆弹机的动力学模型,通过编程输出了考虑摆臂惯性载荷最危险工况下的工作载荷.应用ANSYS和FE-SAFE软件,探讨了零件表面粗糙度对摆臂疲劳寿命和疲劳安全系数的影响.结果表明:零件表面粗糙度越大,应力集中越大,结构的安全系数越小,结构的疲劳寿命也越短,为摆臂样机加工制造工艺的编制提供了理论参考.