基于拓扑优化的航炮炮塔轻量化研究

摘要：

针对航炮炮塔复杂异型结构的减重问题,采用拓扑优化方法、均匀设计方法、静动态分析相结合的方法对其进行轻量化改进设计.采用基于变密度的拓扑优化方法对炮塔结构进行优化,得到了炮塔两支撑臂的拓扑构型,从中提取5个优化区域及其对应的参数范围.运用均匀设计法以优化区域为设计因素,参数范围为水平值,构建多种设计方案.通过静力学分析、模态分析和谐响应分析,获得了炮塔结构应力、应变,模态频率和各向谐位移等力学特性.经综合评价,优选出最佳方案.结果表明,改进后炮塔结构的低阶模态频率提升5～10 Hz,射击方向和高低方向谐响应最大振幅下降0.03 mm,方位方向下降0.04 mm;炮塔结构的动态性能得到提升,并实现减重8.3 kg,减重率26.4％,可为炮塔结构的轻量化研究提供参考.

关键词：航炮炮塔、轻量化、拓扑优化、均匀设计法、动态响应分析

所属期刊栏目：43

分类号：TJ392(火炮)

资助基金：国防科技基础加强计划计划项目;十三五兵器工业联合基金项目

在线出版日期：2022-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：86-92