Lightweight Technology on the Barrel of Tank

In order to solve the problem of the large weight about the barrel of tank, a lightweight method of tank gun based on the pressure anisotropy characteristics of magnetized plasma sheath was put forward. Compared with the traditional tank gun,the radial pressure was greatly reduced because of the existence of the plasma sheath,which reduced the requirement of tank material. It provided the possibility of using super light metal as the material of barrel,and it could solve the contradiction between light weight and large power of tank gun.

遥感军事坦克轻量化检测的MSG-YOLOv7算法

针对遥感图像下军事坦克检测模型体积大、计算量大等问题,提出一种轻量化的遥感军事坦克目标检测算法MSG-YOLOv7。首先,MSG-YOLOv7采用MobileNetv3作为主干网络,利用倒残差结构和自适应缩放的方法对特征进行提取,以减小模型的体积大小与运算量;其次,设计SD-MP结构来提高细节特征表达能力,解决因下采样操作导致的小目标特征丢失问题;最后,基于GCNet和深度可分离卷积设计出GD-ELAN模块,通过全局上下文建模来增强模型对长距离关系的感知,在轻量化的同时更有效地捕捉全局信息,提高模型的性能。实验结果表明,MSG-YOLOv7在公开的Google Earth遥感军事坦克数据集上的平均检测精度(AP)达到了99.02%,体积较原模型下降了60%,计算量为18.59 GFlops,FPS达到41,证明该模型适用于要求高性能、高速度和较小模型体积的遥感军事坦克检测场景中。

液体运载火箭贮箱箱底厚度设计准则及轻量化

为进一步实现液体运载火箭贮箱箱底结构轻量化,在实际工况的约束下,综合现役箱底的载荷特点(贮箱箱底厚度参数和火箭运行内压值的理论关系),对贮箱箱底的结构进行参数化。提出剩余强度系数作为贮箱箱底的设计载荷指标,结合工况建立了箱底厚度设计准则,剩余强度系数不小于1时满足工程需要,并以此对箱底厚度进行优化。根据设计准则可以建立开口与箱底厚度的关系,更精确的给定设计箱底临界厚度值。建立的箱底厚度设计准则可以对已设计完成的贮箱箱底进行内压承载能力进行验算。运用实际工况数据验证了设计准则的可用性,并提出了旋压型箱底的厚度分区轻量化方法。此外,根据贮箱箱底管路接口、传感器接口各方面输入输出的交互影响,建立了贮箱箱底开口多约束评估模型。通过参数化平台实现方法的具体实用性及自动化建模。结果表明,旋压型箱底的厚度分区轻量化方法可以实现箱底平均减重约30%。参数化平台和自动化建模为提高贮箱箱底设计效率提供了一种新的方法。

纯电动洒水车轻量化设计

洒水车是常见的一种专用车辆,在园林绿化、工程建设、消防等方面应用广泛。纯电动洒水车由于需要输出一定的额定功率而必须负载比较大的电池组,从而导致整车的额定载重量(载水量)受到限制。文章在分析纯电动底盘的基础上,通过CAD对洒水车的罐体形状及材料进行优化设计,从而达到减轻整备质量,提高额定载重量(装水量)的目的,同时也为同类专用车罐体的轻量化设计提供了技术参考。

动力集中动车组真空集便装置污物箱轻量化设计研究

动车组真空集便装置污物箱轻量化对于提高轨道车辆动力学特性、降低紧急刹车下的制动安全风险及降低制造工艺成本有积极意义。以时速160 km动力集中动车组真空集便装置污物箱为研究对象,利用有限元受力分析软件,依据相关标准试验条件和参数设定要求,对污物箱进行静强度试验、稳态试验、模态试验和振动试验。参考模拟试验结果,在满足使用要求的基础上,对污物箱的系统结构进行轻量化方案研究。

BS600高强钢油罐车罐体轻量化研究

目的为了有效降低油罐车的能源消耗和污染物排放,完成油罐车罐体减重30%的轻量化目标。基于有限元仿真与试验,验证使用高强钢替代罐体原材料实现油罐车轻量化方案的可行性。方法利用ANSYS有限元软件,在3种不同工况下,对使用新材料的罐体进行强度、刚度分析;基于仿真结果,对3.5mm厚的BS600高强钢板材进行焊接试验、金相组织观察以及拉伸试验,以评估BS600钢的焊接性能;对焊接后的BS600钢材进行小件和大件的弯曲试验,以验证BS600钢的弯曲性能。结果在3种工况下,罐体的最大应力为288MPa,小于材料的许用应力,罐体强度满足要求;罐体的最大变形量为5.92mm,刚度满足要求;焊接后拉伸试样的抗拉强度为720~730MPa,高于母材强度;焊接接头断口的断裂特性为韧性断裂与脆性断裂的混合断裂;弯曲后的小件BS600板材未出现裂纹,弯曲后的大件罐体焊缝缺陷数量较少,焊缝质量良好。结论所设计的高强钢材料的厚度符合罐体各工况要求,高强钢的成形工艺可行性良好。罐体减重能达到30%,具有良好的工程应用价值。

20.8万吨散货船总纵弯矩优化分析

本文总结散货船的各类典型装载工况,并针对散货船是否有首尾尖舱,分别梳理了影响总纵弯矩的决定性工况。以中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)开发设计的20.8万吨散货船作为母型船,以优化总纵弯矩为目标,分析优化散货船总纵弯矩的多种途径,包括取消首尾尖舱、将底墩和顶墩改为压载舱、调整槽型舱壁的位置和方向、调整燃油舱在机舱和货舱区的舱容分布等。本文在分析如何优化总纵弯矩的同时,强调要综合考虑总布置、装载、浮态和规范要求。同时针对空船重量重心对总纵弯矩的敏感度影响进行定量分析,可为在船舶设计初期控制总纵弯矩提供一定参考价值。

碳纤维液压油箱结构及散热设计

针对某高机动雷达轻量化研制要求,设计了以碳纤维为主体框架材料、使用工程泡沫作为芯材的液压油箱,并利用内隔板加强散热,相对于不锈钢油箱整体减重63%以上。根据该雷达液压系统间歇工作的特点,对系统温升及碳纤维油箱的散热情况进行了理论计算、仿真分析及试验验证,结果表明该碳纤维油箱散热性能满足使用要求。

LNG薄膜罐主容器的轻量化设计

目的 减轻LNG薄膜罐主容器的总质量,从而促进液化天然气存储设施的发展及市场拓展。方法 对薄膜罐主容器的基本几何参数进行了设计,并建立了储罐数学模型和需要的目标函数;分析计算了储罐在满罐状态下的受力情况,利用ANSYS软件对基础几何数据进行了参数化设置和罐壁厚度优化;利用粒子群算法及MATLAB软件编程对此穹顶数学模型进行求解。结果 穹顶最优曲率半径为28 000 mm,罐壁最小厚度减小了0.50 mm,罐顶总质量减少了103 t,罐壁最大厚度减小了0.62 mm。结论 经气压试验后优化计算结果合格,对LNG薄膜罐的轻量化研究及降低成本具有重要的参考价值。

轻量化铝合金罐车罐体有限元分析

针对某专用车制造企业进行轻量化设计后的铝合金罐车,建立该罐车罐体的有限元模型,运用有限元分析软件ANSYS对模型在几种工况下进行分析,得到罐体的应力、应变值.为该铝合金罐车的设计制造提供了可靠的依据.

聚丙烯/玻璃纤维汽车水箱支架结构分析及其性能试验

以某汽车配件厂生产的聚丙烯(PP)/玻璃纤维(GF)水箱支架为例,一方面利用Catia软件对其三维建模并导入到Ansys软件中模拟仿真分析得出应力云图,理论分析得出其刚度和强度符合要求;另一方面通过一系列的性能试验,例如冲击强度试验、旋转扭矩测试、耐候性试验、拔出力试验、老化试验等。结果表明,该水箱支架的性能不仅能满足使用要求而且还能实现轻量化,提高经济性能。

WC8E无轨胶轮车废气处理箱的优化设计

废气处理箱是无轨胶轮车动力系统的关键防爆件,在Pro/E中建立废气处理箱箱体的三维模型,并用ANSYS Workbench分析软件对原废气处理箱进行分析,得出等效应力云图及位移云图,然后对废气处理箱进行改进设计,得出改进后的等效应力云图及位移云图。经比较,改进后应力及位移小于原设计,而重量可减轻40%,并可节约材料成本。

FLNG船凝析油舱与LNG舱过渡区域结构强度分析及优化

以一艘船体纵向结构存在突变的FLNG船为研究目标,根据BV规范要求,利用有限元分析技术和VeriSTARHull软件,对目标船凝析油舱与LNG舱之间的结构突变区域的强度进行评估。建立了FLNG舱段的三维有限元模型,根据BV规范确定了计算工况及载荷,对目标船过渡区域的结构强度和应力水平进行了分析。结果表明:应对凝析油舱与LNG舱之间的水平桁、垂直桁根部设置大肘板,以增大根部的剪切面积,降低应力水平;同时采用合理的端部大肘板形式,并在端部大肘板处开洞,以减轻结构重量;对于内甲板过渡结构,由于结构较为冗余,因此取消靠近舷侧的两根甲板纵桁,以满足结构轻量化的要求。本文研究可为我国大型FLNG设计尤其是对FLNG船舱存在结构突变过渡区域的设计提供借鉴。

多工况下油罐车罐体的轻量化设计

油罐车罐体约占整车质量的12%~24%,对其进行轻量化设计对降低发动机油耗、提高油罐车的操控稳定性等至关重要.然而,金属罐体结构已趋成熟,基于通用金属材料性能及其对应结构层面上的优化已难以满足当前高性能轻量化油罐车的需求.考虑到油罐车多工况工作条件,以及复合材料优异的力学性能和可设计性强的特性,构建了一种新型轻质复合材料罐体结构.基于参数化建模方法构建罐体的三维模型,并通过数值模拟方法详细研究罐体在静态和动态条件下的应力分布情况.通过模态分析来确定罐体的主要基本阶的固有频率和相应振型,为发动机选型提供参考依据.结果表明,在满足多工况性能要求的前提下,复合材料模型质量比钢材降低了64.1%,比铝材降低了19.8%.

罐式汽车轻量化的途径和发展趋势

罐式汽车是专用汽车的一种,主要用来装运液状、粉末状、颗粒或气体等具有流动性的物品。从罐式汽车的使用材料、设计方法、结构等方面,指出罐式汽车轻量化的途径及趋势。

车载LNG储罐加强筋结构轻量化技术研究

轻量化是目前车载储罐研究发展的重点方向之一。针对车载储罐外筒体角钢加强筋强化结构,通过正交设计和matlab软件对原有角钢结构的短边宽,长边宽和边厚进行了优化分析。同时,对车载LNG储罐整体进行三维建模,对储罐外简体的角钢加强筋的分布进行重新排布。结果表明:影响角钢刚度的主要因素是长边宽,在与原有角钢刚度和质量不变的条件下优化出一种新型角钢加强筋结构。其短边宽为32.65 mm,长边宽为100 mm,边厚为3.6033 mm。原有角钢的短边宽为35 mm,优化后的结果可以使其降低2.35 mm,这样就可以使外筒体减少4.7mm的直径。通过对原有角钢排布进行合理设计,使得加强筋的数量优化后可减少2根,外筒体最大应力为142MPa,角钢最大应力为110 MPa,均满足角钢和外简体材料的许用应力,且应力分布比优化前更加合理,更有效的发挥了角钢的结构强化作用。同时,减轻了LNG罐车装备重量,可提高营运效率、降低运输成本。

一种新型网壳储罐的支座结构及其优化

为满足网壳储罐大型化过程中网壳顶与罐壁连接处的安全性要求,基于已有的网壳支座,提出了一种结构简单、受力明确的新型网壳储罐支座结构。借助ANSYS建立了大型网壳储罐的整体模型,对比分析了采用新型支座结构与直接焊接结构的网壳储罐在强度、刚度、整体稳定性等方面的性能表现;运用ANSYS Workbench优化工具,对新型支座结构的主要尺寸进行了优化设计。研究表明:与直接焊接结构相比,新型支座结构可通过构件间转动、释放网壳顶中的不利应力、改善连接处应力分布,可适用于大型拱顶网壳储罐;同时经优化设计,提高了新型支座结构的经济性和轻量化。

基于ANSYS Workbench的低温储罐多目标优化设计

为更加高效合理地设计质量更小的低温储罐,应用ANSYS Workbench中的Design Modeler模块建立某低温储罐外容器的有限元参数化模型,并对该设备进行特征值屈曲分析,得到其临界外压载荷。考察相关结构参数的影响,在此基础上利用多目标驱动优化分析得出在满足临界屈曲压力要求下的最优加强结构,实现设备的轻量化设计。

空气储罐的轻量化优化设计

根据空气储罐的结构特点和主要工艺参数,建立一种以函数表征的设计计算数学模型,并编写其轻量化设计软件,以达到制造材料消耗较少、制造成本较低的最佳设计效果。

塑料燃油箱现状及发展

从材料、结构及工艺3个方面介绍了塑料燃油箱的轻量化技术以及目前的市场现状,提出了多层复合塑料燃油箱是汽车燃油箱未来的发展方向。目前面临的挑战主要是在实现轻量化的同时,通过新材料、新结构、新工艺提升阻隔性等性能以及在严苛的环保要求下实现全寿命周期的节能环保与回收。