影响弹丸起始扰动的某火炮结构参数分析与优化研究

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1、分类号密级ｕｄｃ＂￡ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士学位论文影响弹丸起始扰动的某火炮结构参数分析与优化研究（题名和副题名）李强（作者姓名）指导卿姓名顾克秋教授学位类别工学颂士学科名称火炮、自动武器与弹药工程研究方向武器现代设计理论与总体技术论文提交时间２０１５．０１注：ＵＤＣ》的类号。１注明《国际十进分类法声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果

2、，尽我所知，在本学位论文中，不包含其他人已经发表或公布，除了加以标注和致谢的部分外过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序

3、处理。研宄生签名：⑷月／曰？硕士学位论文影响弹丸起始扰动的某火炮结构参数分析与优化研究摘要一弹丸起始扰动是影响火炮射击精度的主要因素之。本文以某大口径轻型牵引火炮为研究对象，建立弹炮耦合全炮动力学有限元模型来描述火炮的射击过程，重点研宄相关参数对弹丸膛内运动和弹丸起始扰动的影响规律，进而研究减小弹丸起始扰动的火炮结构优化设计方法，为提高火炮射击精度的火炮结构优化设计提供参考依据和技术途径。本文的主要研宄内容如下：（１）讨论了动力学分析中的非线性特性，阐述了

4、非线性有限元动力学分析方法及其应用，为建立火炮发射动力学有限元模型奠定了理论基础。考虑弹丸与身管膛线的接触／碰撞作用，建立了弹丸与身管稱合的有限元模型，综合利用显式和隐式求解方法各自的优势建立了弹炮稱合全炮动力学有限元模型，并在此基础上实现了弹炮稱合全炮动力学有限元模型的参数化，为下文弹丸起始扰动的分析与优化提供了研宄平台。（２）分析了影响火炮射击精度的误差源、、弹丸起始扰动的形成过程弹丸起始扰动对火炮射击密集度的影响情况以及影响弹丸起始扰动的具体因素。在某大口径轻型牵

5、引火炮弹炮親合全炮动力学有限元模型的基础上，以弹丸竖直和水平方向角位移、角速度、速度作为弹丸运动特征量，同时以弹丸出炮口时刻竖直和水平方向的角位移、角速度、速度表征弹丸起始扰动，从弹炮相互作用参数、火炮部分结构参数、不同土壤支撑等三个方面，计算并分析了部分因素对弹丸膛内运动和弹丸起始扰动的影响规律，为相关结构参数设计提供参考依据。一些（３）结合某大口径轻型牵引火炮结构减重的需要以及火炮射击试验中出现的情况，确定了相关火炮结构参数，并以此为变量建立弹炮稱合全炮动力学参数化有限

6、元模型，以弹丸出炮口时刻竖直和水平方向的角位移、角速度、速度表征弹丸起始扰动，构建目标函数，采用最优拉丁超立方试验设计方法对火炮结构参数进行灵敏度分析，获得了各火炮结构参数对弹丸起始扰动的影响规律和影响程度，为下文减小弹丸起始扰动的火炮结构参数优化设计提供依据。（４）在对火炮结构参数进行灵敏度分析的基础上，考虑到釆用弹炮稱合全炮动力学有限元模型进行优化的计算代价，引入近似模型结构优化技术，构建了代替弹炮親合全炮动力学有限元模型的径向基函数神经网络近似模型，以弹丸起始扰动

7、为目标，采用多岛遗传算法对火炮结构参数进行优化，达到了理想的优化效果。为提高火炮射击精度的火炮结构参数优化设计提供技术途径。关键词：轻型牵引火炮，有限元法，，，弹炮稱合发射动力学射击精度，弹丸起始扰动灵敏度分析，近似模型，结构优化ＩＡｂｓｔｒａｃｔ硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｉｔｉａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｏｆｒｏｅｃｔｉｌｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｈｉｅｆｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｔｈｅｆｉｒｅａｃｃｕｒａｃｏｆｐｊｇｙ

8、ｕｎ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｔｏｏｋｏｎｅｔｗｅｉｔｔｔｔｔｌｉｈｈｏｗｅｄｈｏｗｉｚｅｒａｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｅｃａｎｄｅｓａｂｌｉｓｈｅｄａｇｇｇｊ，ｌｔｔｍｏｄｅｔ－ｔｔｄｙｎａｍｉｃａｆｉｎｉｅｅｌｅｍｅｎｌｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｅｃｉｌｅｂａｒｒｅｌｃｏｕｌｉｎｏｄｅｓｃｒｉｂｅｈｅｆｉｒｉｎｊｐｇｇｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｔｔｔｔｔｔｔｔｐｉｓｈｅｓｉｓｍａｉｎｌｙｓｕｄｉｅｄｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｌａｗｏ