基于故障树最小割集的解脱器活塞断裂分析

针对解脱器活塞在停射过程中出现断裂的现象,采用基于故障树最小割集分析方法,建立解脱器活塞断裂的最小割集故障树,并通过有限元分析方法、材料微观分析法以及冲击功测试等方法对最小割集中的故障类型进行验证,试验结果表明:活塞热处理硬度偏高,同时二次镀铬不除氢或除氢时间短,造成活塞氢含量高,是导致活塞断裂的主要原因。本文的研究方法具有理论与工程应用价值,对其他工程故障分析解决和生产工艺的制定提供参考。     

转管航炮闭锁机构有限元分析

针对某转管航炮射击时闭锁机构的受力情况和闭锁机构的结构特点,建立炮尾与炮闩闭锁装配体的有限元模型,进行非线性接触状态有限元分析。基于八面体剪应力强度理论的单参数屈服准则,分析炮尾-炮闩闭锁齿部位的应力分布情况。结果表明,炮尾和炮闩危险截面处应力小于材料的动态屈服极限,结构有一定的安全余量,炮尾和炮闩可以安全工作。同时分析炮闩闭锁齿接触面处的挤压应力,并将其与某转管舰炮闭锁齿相同部位处的挤压应力进行对比。结果表明二者在接触面积相差不大的情况下,接触面挤压应力明显降低,说明此闭锁机构的结构设计较为合理,应力分布情况良好。本文研究成果对类似转管火炮闭锁机构的结构设计具有一定借鉴意义。     

基于Ansys的某型舰炮托架拓扑优化设计

为了减轻旋回架的重量和降低生产成本,实现轻量化设计的目的。通过均匀化方法理论,建立了以微结构单胞密度为设计变量,柔顺度最小为目标函数,体积函数为约束函数的拓扑优化数学模型,并通过Ansys有限元软件,对某型舰炮托架进行了拓扑优化研究。根据优化结果对托架进行了结构改进和有限元分析,分析结果表明,在满足结构刚、强度的条件下,托架质量减轻了16%,较好地达到了设计目标,实现了托架结构轻量化设计的目的。这对于舰炮结构改进设计具有工程应用价值,对其他一般机械结构问题也提供了一种设计思路。