洗浴锅炉厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
洗浴锅炉厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

当车载武器发射底架的结构特性分析

发布时间:2021-09-11 00:58:24 阅读: 来源:洗浴锅炉厂家

车载武器发射底架的结构特性分析

引 言 在某车载武器系统的引进吸收过程中,发现一些部件结构的设计思想与常规设计思想有较大差异。例如,该系统的底架,从结构、钢板的厚度到支撑方式上都与常规设计不同。该武器系统的发射装置通过立式回转轴与底架相联,底架又通过三个支撑点与汽车底盘连接在一起。武器发射时,发射装重点提升关键材料的环境适应性、安全性、可靠性、稳定性等共性质量指标的检验检测能力置各部分静、动载荷以及发射时的燃气射流对发射装置的巨大冲击力通过立式回转轴传递给底架,再由底架将载荷传给汽车大梁,最后由千斤顶与轮胎共同作用于地面。底架在发射状态时所承受的载荷最大,而且载荷的方向也与行军状态不同。为了更深入地了解其设计思想,进一步改进设计,我们利用有限元方法对底架在发射状态时的结构特性进行了详细的分析,指出了其结构设计存在的优缺点,并在此基础上提出了一些改进措施,为进一步的设计提供了理论依据。1 底架的有限元模型 底架主要由截面不等的箱型梁、L型梁及圆柱形支撑套管组成,两根主梁之间设有七根横梁,立式回转轴通过底架上平面的呈星形面置的箱梁以及下平面的呈井字形布置的L梁固定,且在立式回转轴前后的横梁内部以及主梁的内部还加了数个圆柱形支撑套管,结构十分复杂。对于这种结构,一般是采用梁单元来建模,由于梁单元提供较少的单元数及自由度,对计算机的容量和速度要求很低。但是这样的处理仅适用于简单结构和低精度要求的问题,对于底架这样的复杂结构而言,使用梁单元则无法反映局部结构的应力应变。因此我们采用薄壳单元来建立能够反映局部细节的模型,只用梁单元来模拟底架尾部的两根横梁以及加在两根主梁和立轴前后横梁腹板之间的圆柱形套管。使用薄壳单元,首先能够真实地反映各箱形腹板和翼缘板的应力和变形情况,其次,可以计算出各梁在相互连接处的局部应力分布情况,而且还能计算出如与星形梁和井字梁相连接处主梁内侧腹板等这些复杂部分的应力分布情况。

经过对较粗糙模型的初步计算,明确了应力较大部位出现在前端支撑处和星形梁前部的两个斜伸梁处。因此在随后的计算中重新调整了模型,主要是在应力较大处加密格。经过调整的底架有限元模型如图1所示,图中编号1~4及7~9为横梁,5、6、10为星形供货保障:常规产品成品备货梁,12、13为井字梁,14为主梁。系统模型总共划分为4963个单元,其中梁单元为22个。本文是在SUN工作站上利用I-DEAS软件的Finite Element Modeling Analysis模块进行建模与分析的。图1 底架的有限元模型2 底架在发射时的特性分析 首先对模型施加约束。底架为三点支撑,前端支撑为作用于横梁1前后腹板上的沿Z轴方向的圆柱铰,只有绕Z轴的转动自由度;后端两个支撑为分别作用于主梁绿色新材料尾部的沿X轴方向的圆柱铰,只有绕X轴的转动自由度。其次对模型施加载荷。选择发射时的工况为:底架上部的发射装置对底架的作用全部简化为一个Y轴负向主矢和X轴正向主矩,发射装置的高低射角为15°,方向射角与Z轴夹角为30°,发射时燃气射流的作用力也简化为作用于立式回转轴的主矢和主矩。 2.1 底架的变形情况

图2所示为底架在发射工况下的变形情况。由图可知当载荷不完全作用于底架的纵向对称面内时,整个底架处于一种扭曲变形状态,各梁相对原有位置有较大的位移变化(图中虚线表示没有受载荷作用时底架的位置与形状)。底架此时的变形量最大为12.9mm,沿Y轴负方向,发生于3、4号横梁中间部位。该处主梁的腹板呈现轻微凹陷变形,同样情形也出现在立式回转轴前后的横梁上,而这些部位正好是梁中加圆形套管的地方。通过计算发现如果没有套管,此处在强度破坏之前就已经发生失稳现象。因此,梁中所加圆形套管对于提高变形较大并将其打造为优良品牌部位的刚度起到十分重要的作用,效果比较明显。图2 底架变形的正视图 2.2 底架的应力分布情况

图3所示为底架在发射工况下的应力分布轴侧图。底架在此工况下的最大应力为249MPa,出现于横梁1后腹板下中部区域,此处为底架的前端支撑部位。横梁2所承受的最大应力仅为21MPa,出现在横梁2与主梁相连接的四个角点上。主梁上的最大应力为209MPa,为拉应力,发生于横梁4与主梁相连接部位的底部,与图2比较可知,最大应力发生于最大变形处。从图3中还可观察到立轴部位各梁的应力分布情况,星形梁中的两个前伸支梁的后端靠近立轴附近区域的应力较大(图中深色区域),右边一个高达223MPa,后部支梁所受应力较小,最大值为71MPa。井字梁承受的最大应力为150MPa,出现在L梁与立轴的连接部位。

上海辛克钢筋万能试验机
硅胶水压试验机
自动式弹簧试验机说明
pq-1弯曲疲劳试验机