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面向逆向设计的复合式曲折槽后坐保险机构的研究

作　者: 彭素娟
导　师: 梁医
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 曲折槽引信动力学分析碰撞变形有限元分析逆向设计
分类号: TJ430
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

复合式曲折槽机构体积小、结构简单,可用于后坐过载系数较小的迫击炮弹引信和火箭弹引信等引信保险机构中,必须要满足跌落状态时不解除保险的安全性要求,以及正常发射状态下解除保险的可靠性要求这两个条件。为了给予曲折槽的逆向设计提供理论指导,用Solidworks建立了复合式曲折槽机构的三维模型,运用动力学理论建立了曲折槽机构的数学模型,对在某过载惯性加速度曲线以及跌落木墩过载惯性加速度曲线作用下的铝制曲折槽筒与惯性筒运行过程进行了动力学分析,用MATLAB中ode45函数编程解出曲折槽筒与惯性筒的位移与速度。同时,还对在某过载惯性加速度曲线作用下的钢制与铜制的曲折槽筒与惯性筒进行动力学分析,以找出质量对曲折槽机构运行过程的影响。具体分析了曲折槽机构运行过程中的碰撞问题,主要计算其碰撞过程中的碰撞力,分析碰撞对曲折槽机构运行过程的影响,在此基础上,运用Cosmosworks对曲折槽筒的碰撞变形问题进行有限元分析。由数值分析结果可知,所选曲折槽机构模型在跌落木墩过载惯性加速度曲线作用下不能解除保险,在某过载惯性加速度曲线作用下能够解除保险,符合要求。最后,在已有曲折槽机构模型的基础上,给予一迫击炮过载惯性加速度曲线,对曲折槽机构解除保险的行程、曲折槽倾斜角度和高度进行逆向设计,使其符合新的设计要求,找出曲折槽高度、倾斜角度等曲折槽参数的范围。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 选题的科学意义及应用背景  7-8
  1.2 曲折槽保险机构介绍  8-9
  1.3 曲折槽机构国内外研究状况  9-11
  1.4 本文主要研究内容  11-13
2 复合式曲折槽后坐保险机构的动力学分析  13-34
  2.1 复合式曲折槽后坐保险机构数学模型的建立  13-17
    2.1.1 复合式曲折槽机构的运行模式  13-14
    2.1.2 曲折槽机构的运动方程  14-17
  2.2 正常工作状态下的铝制曲折槽机构的动力学分析  17-23
    2.2.1 曲折槽筒与惯性筒的物理参数  17-19
    2.2.2 铝制曲折槽机构正常工作状态下的动力学分析  19-23
  2.3 跌落状态下铝制曲折槽筒的动力学分析  23-27
  2.4 曲折槽筒密度对机构运行的影响  27-32
    2.4.1 钢制曲折槽机构正常工作状态下的动力学分析  27-29
    2.4.2 铜制曲折槽机构正常工作状态下的动力学分析  29-32
    2.4.3 曲折槽的密度对机构运行的影响  32
  2.5 本章小结  32-34
3 曲折槽机构运行过程中的碰撞问题  34-45
  3.1 物体间的碰撞及物理假设  34
  3.2 曲折槽与制动销之间的碰撞问题  34-36
  3.3 考虑碰撞的曲折槽机构的动力学分析  36-43
    3.3.1 正常工作状态下的动力学分析过程  36-40
    3.3.2 跌落状态下的动力学分析过程  40-43
  3.4 跌落试验  43-44
  3.5 本章小结  44-45
4 基于Cosmosworks的曲折槽机构碰撞变形有限元分析  45-52
  4.1 Cosmosworks的有限元分析方法简述  45
  4.2 基于Cosmosworks的曲折槽碰撞变形有限元分析过程  45-48
    4.2.1 有限元模型的生成  45-46
    4.2.2 有限元模型的网格划分  46
    4.2.3 曲折槽筒的约束与加载  46-48
  4.3 有限元分析计算结果  48-51
    4.3.1 铝制曲折槽筒在某过载惯性加速度作用下的碰撞变形  48-49
    4.3.2 不同材料的曲折槽筒的变形  49-50
    4.3.3 不同惯性加速度作用下的曲折槽筒的变形  50-51
  4.4 本章小结  51-52
5 曲折槽的逆向设计  52-61
  5.1 逆向工程设计  52-53
  5.2 曲折槽筒的结构设计  53-54
    5.2.1 曲折槽结构设计要点  53
    5.2.2 曲折槽结构设计过程  53-54
  5.3 曲折槽机构的逆向设计  54-60
    5.3.1 曲折槽设计参数范围  54-57
    5.3.2 逆向设计的曲折槽新的机构参数  57-59
    5.3.3 惯性加速度曲线斜率对机构运动的影响  59-60
  5.4 本章小结  60-61
6 结论  61-63
  6.1 工作总结  61
  6.2 研究结论  61-62
  6.3 研究展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

面向逆向设计的复合式曲折槽后坐保险机构的研究

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