计及多射角工况的火炮上架结构优化设计

针对火炮的多射角工况特性,建立火炮上架结构的有限元模型,依据火炮发射时上架的结构受力特性及其技术设计要求,对其进行静态刚强度分析,在此基础上以提高上架刚度为目标,先运用拓扑优化方法寻求上架的最佳材料分布,确定加强筋的合理布局,再运用尺寸优化方法对上架进行详细设计,获取最终的结构优化方案。优化后多射角工况下左右耳轴中心位移显著减小,最大减小比率为32.61%,同时结构质量减小了1.42%,达到了提高上架刚度的优化设计目标。

空降型火炮炮塔优化设计

炮塔作为火炮的重要部件,其结构刚强度和质量对整个火炮的性能有很大的影响。为满足空降型火炮的轻量化要求,通过有限元分析发现某空降型火炮炮塔结构刚强度有一定的富余量,故基于结构优化方法对该炮塔进行优化设计研究。在多射角工况条件下,通过变密度法的拓扑优化得到炮塔托架主要传力路径,寻求托架材料的最佳分布;并通过尺寸优化获得炮塔护板厚度的最佳组合。优化后炮塔质量减少11.54%,且最大应力有所下降,达到了炮塔减重的目的。