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1、转管自动机炮闩运动仿真与疲劳寿命分析摘要本论文以小口径转管舰炮自动机为研究对象，通过动力学仿真得到载荷谱数据、应用有限元静态分析得到静强度结果文件、依据Miner修正准则得到材料的疲劳寿命S-N曲线，进而应用疲劳寿命及损伤评估软件预测了关重件炮闩在不同射击循环动作下的疲劳寿命和损伤。采用ADAMS虚拟样机技术，建立转管自动机射击循环的动力学仿真模型，联合应用脚本与传感器技术完成了导气、供输弹、开闭锁、击发、抽壳及抛筒等机构动作，以自动机的后坐位移和速度为依据来判定仿真结果的准确性，得到了炮闩在运动状态中的载荷谱，奠定了后续疲劳分析的数据基础。应用ABAQUS非线性有限元分析软
2、件，计算了炮闩前20阶的自由模态和约束模态，得到了对应频率下的振动特性，为结构设计及改进提供参考。采用瞬态分析步，对炮闩闭锁结构和炮尾闭锁支撑结构进行了强度校核，得到炮闩闭锁结构的应力云图及最大应力变化曲线，得到炮尾1-3发同时击发时闭锁支撑结构的应力和形变云图以及应力和形变随时间的变化规律曲线，从结果分析得知满足强度要求。依据线性Miner修正准则及相关理论公式，以45CrNiMoVA材料疲劳寿命数据为参考，计算并拟定了90%、95%和99%三种存活率下的疲劳寿命S-N曲线。同时应用有限元分析得到相应部位的静强度结果.ODB文件。联合应用Designlife疲劳与损伤评估软
3、件对炮闩小拉壳钩、开闭锁面及拉壳钩处进行了疲劳寿命与损伤预测，分析对比结果数据，预测了炮闩在材料不同存活率下的寿命与损伤。本论文在对转管自动机关重件疲劳寿命与损伤评估过程中，所采用的分析流程及方法可为同类机械问题进行软件分析提供参考和新的思路。关键词：转管炮，疲劳寿命，载荷谱，静强度，S-N曲线，Miner修正准则ThedynamicsimulationandfatiguelifeanalysisofGatlingautomatboltAbstractThisthesisstudieswerefoundonsmall-caliberGatlingnavalgunautomat
4、,bymeansofdynamicsimulationtogettheloadspectrumdata,applicationfiniteelementstaticanalysistogetstaticstrengthresultsfile,accordingtoMinerguidelinesamendedtogetthematerialfatiguelifeS-Ncurve,thenusingfatiguelifeanddamageappraisalsoftwarepredictthefatiguelifeanddamageofthekeycomponentsofbreec
5、hunderdifferentfiringcycleaction.UsingADAMSvirtualprototypetechnology,establishthefiringcycledynamicsimulationmodelsofGatlingautomata,combinedscriptingwithsensortechnologytocompletemechanismactionsuchasexportgas,transportbomb,openlockout,firing,pullsouttheshellandthrowsthetube,basedontherec
6、oildisplacementandspeedoftheautomatontodeterminetheaccuracyofthesimulationresults,gottheloadspectrumofthebreechinstateofmotion,laidthefoundationofthesubsequentfatigueanalysisofdata.Applicatingnon-linearfiniteelementanalysissoftwareoftheABAQUS,calculatesthebreechofthefirsttwenty-orderfreemod
7、alandmodalconstraints,getthevibrationcharacteristicscorrespondingfrequencies,provideareferenceforthestructuraldesignandimprovement.Usingthetransientstateanalysisstep,doingthebreechlockstructureandbreechlockingsupportstructurestrengthchecking,getthebreech
