某火炮高平机手轮力6σ稳健优化设计

火炮高平机工作环境的温度存在一个波动范围,无法人为控制,影响到其平衡性能和高平机手轮力。传统的优化设计较少考虑温度等不确定性因素对手轮力的影响。为了提高高平机的稳健性和可靠性,降低高平机手轮力对温度变化的敏感度,基于6σ稳健优化方法,将工作温度作为影响手轮力的不确定因素,对高平机进行稳健优化设计。优化结果表明,在温度变化相同幅度时,手轮力变化值减小,优化结果降低了高平机手轮力对温度变化的敏感度,提高了高平机的稳健性。     

影响弹丸起始扰动的火炮结构参数灵敏度分析与优化研究

弹丸起始扰动对火炮射击精度有重要影响,为了减小弹丸起始扰动,建立了某大口径轻型牵引炮弹炮耦合全炮动力学参数化有限元模型,由弹丸出炮口时刻弹丸的角位移、角速度表征弹丸起始扰动,构建优化目标函数,对火炮结构参数的影响程度进行灵敏度分析;同时利用径向基神经网络近似模型方法对弹丸起始扰动进行优化研究。结果表明,摇架臂板厚对弹丸起始扰动影响显著,优化后弹丸出炮口时刻弹丸角位移和角速度均明显减小。该结果可为火炮结构设计提供理论依据。     

基于响应面法炮尾炮闩6σ稳健优化设计

传统结构优化设计计算效率低,且大多不能满足稳健性设计要求.将响应面法与6盯稳健优化方法相结合,在多学科优化软件ISIGHT中对炮尾圆角进行了模型优化设计,得到了'较为稳健的设计结果.     

超轻型火炮后大架缓冲机理及特性优化

射击稳定性是超轻型火炮设计中一个关键约束条件。通过全炮发射动力学分析,研究传统结构原理火炮（A型）、采用新结构原理火炮（B型）两种后大架缓冲器布置方案对射击稳定性的影响,同时开展相应的缓冲器特性优化设计。结果表明,后大架缓冲对提高A型火炮射击稳定性效果不明显;B型火炮加装上置后大架缓冲器有利于改善后大架结构受力,提高了火炮射击稳定性。     

基于Abaqus的体壳单元组合建模研究

在体壳单元组合有限元模型中,由于实体元与壳元的自由度不同,使得转动自由度不连续,计算结果往往与实际偏差很大。 Abaqus中提供了一种多点约束法来实现三维实体元与壳元正确联接,阐述了其原理,并通过实例对两种单元联接参数设置的不同进行结果对比,给出了合理的处理方法,为有限元分析中体壳单元耦合及模型简化提供指导与借鉴。     

结合NSGA-Ⅱ算法和蒙特卡罗模拟技术实现结构的鲁棒优化

传统的结构优化设计由于没有考虑各种不确定因素对设计结果的影响,无法保证设计结果的可靠性和稳健性.文中结合NSGA-Ⅱ算法和蒙特卡罗模拟技术,构造基于产品质量工程的6Q鲁棒性优化设计方法,实现设计目标的6Q质量.     

基于响应面法的三维炮尾结构设计优化

为满足某炮尾结构布置的特殊需要,在输弹槽贯穿托弹板的开放式炮尾结构基础上,重新设计传力结构;采用基于响应面法（Response Surface Method,RSM）的多目标遗传算法NSGA-II寻找齿形传力结构的最优参数,通过编写Python脚本控制Abaqus内核实现自动前处理,对其进行有限元分析,并基于iSight实现多目标三维模型设计优化.该方法摒弃传统的二维优化三维验证的理念,将多目标遗传算法与RSM结合起来,在iSight中直接进行三维模型设计优化,可节省计算时间、提高计算效率、改善设计水平.     

自行火炮发射时车体变形与应力的有限元分析

详细分析了某155mm自行火炮发射时车体的受力情况,建立了车体刚强度有限元分析模型.模型中,用8节点板单元模拟车体焊接结构,用弹簧单元表示悬挂,用梁单元模拟车体中的加强筋和支撑梁.计算了在不同射角射击载荷作用下车体的弹性变形和应力应变,对车体的刚度和强度特性进行了评价,提出了增强车体刚度的技术措施.     

基于改进分层序列的下架多工况减重设计

针对某轻型牵引炮下架的减重设计,建立了火炮下架结构在3种典型射角工况下的有限元模型,通过计算分析可知,下架最大应力及变形较小,减重空间较大。受到传统的分层序列优化方法的启发,提出了改进的分层序列优化方法,以实现下架多工况减重设计。详细阐述了下架在3种工况之间的分层序列方法及各个优化层次之间的约束条件的传递方式,利用拓扑方法,获得最佳材料分布,最终的减重设计效果验证了该方法的有效性。本策略对多工况下工作的架体减重设计具有通用性。     

某轻型牵引炮摇架结构动态优化设计

某轻型牵引炮样机在实验过程中发现,其摇架结构具有在保证刚强度的前提下进一步进行减重的必要;针对这一问题,建立基于非线性有限元理论的全炮刚柔耦合动力学有限元模型,计算分析得到摇架动态响应;选取摇架的外形尺寸和板厚作为设计参量,对有限元模型参数化,以质量和应变能最小作为设计目标,使用最优拉丁超立方试验设计法构造径向基函数近似模型,运用第二代非劣排序遗传算法对摇架结构进行多目标动态优化,获得 Pareto前沿;优化结果对于摇架结构设计具有工程应用价值,对于一般薄壁结构问题也提供了一种设计思路。