基于HyperWorks的火炮身管模态分析.pdf

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1、第55卷第7期农业装备与车辆工程2017年7月Vol.55No.7AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGJuly2017doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2017.07.014基于HyperWorks的火炮身管模态分析郝丙飞(100072北京市装甲兵工程学院机械工程系)[摘要]改变火炮身管长径比可以提高发射弹丸的初速和火炮的威力，同时也会使身管的振动特性发生改变。为了研究火炮身管振动特性对火炮射击精度的影响，建立火炮身管的有限元结构模型。通过HyperWorks

2、软件对身管进行结构模态分析，求解得到身管在约束条件下的各阶固有频率和主振型。在此基础上，分析各种外界激扰与身管振动响应的匹配关系。该模型的建立为坦克炮身管的动力响应分析和进一步结构优化提供了理论参考依据。[关键词]HyperWorks；身管；模态分析；固有频率；振型[中图分类号]TJ38[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2017)05-0059-05ModalAnalysisofGunBarrelBasedonHyperWorksHaoBingfei(DepartmentofMechanicalEngineeri

3、ng,AcademyofArmoredForceEngineering,Bejing100072,China)[Abstract]Changingthelengthdiameterratioofgunbarrelcanimprovetheemissionandthepoweroftheprojectile.Meanwhile,thevibrationcharacteristicsofbarrelwillbechanged.Inordertostudytheinfluenceofthevibrationcharacteristi

4、csofgunbarrelonprecisionofthegun,afiniteelementmodelofthebarrelisbuilt,barrelstructuremodeisanalyzedbytheHyperWorkssoftware.Thenaturefrequencyandmainvibrationmodeofthebarrelareobtainedundertheconstraint.Onthisbasis,therelationshipbetweenexternaldisturbanceandthevibr

5、ationresponseofthebarrelisanalyzed.Themodelprovidesatheoreticalreferenceforfurtheranalysisandoptimizationofstructuredynamicresponseoftankgunbarrel.[Keywords]HyperWorks;barrel;modalanalysis;naturefrequency;vibrationtype0引言并为身管的进一步优化和改进提出了参考方案。[4]邓剑等建立了身管振动动力学模型，并提出通身

6、管是坦克炮控系统重要组成部件，主要作过改变模型中摇架前后衬套的距离来改善身管的用是完成入膛炮弹的发射任务，赋予弹丸一定的[5][1]模态，为减小火炮的振动提供了依据。徐亚栋等初速、射向等外弹道初始参量。射击过程中，建立了复合材料的身管有限元模型，结合复合型坦克火炮受到的激励主要来自火药气体的压力、优化法，对复合材料身管进行结构优化，通过提弹丸与身管的碰撞力、运转着的发动机周期性的高材料强度和减轻重量的方式改变身管的模态。激励以及随机路面产生的激励，火炮的振动是其[6]豆征等采用有限元方法对身管模态进行研究，结构动态特性在外界激

7、励下的响应。近年来随着各阶模态振型对火炮射击精度和密集度的影响进对火炮威力要求的不断提高，往往通过改变身管行分析，提出通过改变弹性模量与频率的关系的长径比来提高火炮的初速，在这种情况下火炮的方法，提高了火炮的射击稳定性。Dr.Stenphen身管的动态特性也必然发生变化。为保证火炮具[7]Wilkerson等分别通过试验和有限元仿真的方有良好的动态性能，在设计之初就对身管的模态法对水平向和垂直向的M1A1坦克火炮身管进行进行计算分析是十分必要的。约束模态分析，对身管的非线性模型进行了研究。针对火炮炮身设计及其对火炮射击精度的影

8、[8][2-3]JSBird等对豹I坦克进行了自由模态分析，响，吴东亚等基于虚拟样机技术对加长身管并在稳定工况下进行试验，采集身管的振动响应的火炮进行了仿真分析，证明其达到了射击要求，特性，分析身管的振动成因。本文通过Solidworks软件建立身管三维实体收稿日期:2016