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1、第55卷第11期農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程2017年11月Vol.55No.11AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNovember2017doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2017.11.013坦克火炮身管振動環(huán)境下的剛強(qiáng)度分析郝丙飛，段譽(100072北京市裝甲兵工程學(xué)院機(jī)械工程系)[摘要]越野路面作為仿真工況，在不同速度下對模型進(jìn)行仿真，分析了坦克在行進(jìn)過程中的振動響應(yīng)特性以及身管的變形及受力特性。為了研究坦克在越野路面上行駛時身管的剛強(qiáng)度特性，對身管進(jìn)行有限元分析，建立坦克
2、-火炮身管剛彈耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型，仿真分析結(jié)果表明：振動環(huán)境下，身管和炮尾聯(lián)接的末端應(yīng)力最大，易發(fā)生斷裂；所建剛彈耦合仿真模型能夠較好地用于預(yù)測火炮身管變形及受力。[關(guān)鍵詞]剛彈耦合系統(tǒng)；有限元；火炮身管；剛強(qiáng)度分析[中圖分類號]TJ38[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-3142(2017)11-0051-04RigidStrengthAnalysisofTankGuninVibratingEnvironmentHaoBingfei,DuanYu(DepartmentofMechanicalEngineering,AcademyofAr
3、moredForceEngineering,Bejing100072,China)[Abstract]Inordertostudytherigidstrengthcharacteristicsofthetankwhentravelingonroad,finiteelementanalysisofthetubewascarriedouttoestablishthedynamicmodelofthetank-gunshellrigidcouplingsystem,anddifferentroadswereselectedassimulation
4、conditions.Underthesimulation,thevibrationresponsecharacteristics,thedeformationofthebarrelandtheforcecharacteristicswereanalyzed.Thesimulationresultsshowthatunderthevibrationenvironment,theendstressofthetubeandthetailofthegunisthelargestandpronetofracture.Thesimulationmod
5、eloftherigidshellcouplingcanbeusedtopredictthedeformationandforceofthegunbarrel.[Keywords]rigidcouplingsystem;finiteelement;barrel;rigidityandstrengthanalysis0引言作為坦克行進(jìn)過程中的火炮振動模型，分析了坦克在行進(jìn)過程中的火炮振動變形及應(yīng)力特性。該坦克大多在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行機(jī)動和戰(zhàn)斗，[1-3]模型可以用來定量描述火炮振動特性的各項指標(biāo)，行軍過程中底盤會產(chǎn)生劇烈的振動?；鹋谏砉茴A(yù)測坦克
6、行進(jìn)過程中火炮的變形及其受力。同時，從炮塔向外伸出，固定在搖架上，該機(jī)構(gòu)可近似在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步深入研究還可以預(yù)測坦為一根懸臂梁。由于底盤劇烈振動的激擾，在耳克在行駛過程中的穩(wěn)定精度，量化坦克行進(jìn)過程軸點（炮尾端）產(chǎn)生很強(qiáng)的垂向作用力，同時火中的火炮穩(wěn)定性。炮身管也會發(fā)生強(qiáng)烈的振動。身管是坦克炮控系統(tǒng)重要組成部件，主要作1身管材料特性及模態(tài)分析用是完成入膛炮彈的發(fā)射任務(wù)，賦予彈丸一定的在結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析中，模態(tài)分析理論是基礎(chǔ)，初速、射向等外彈道初始參量。射擊過程中，坦它主要用于計算固有模態(tài)的兩個基本參數(shù)：固有克火炮受到的激勵主要來自火藥氣
7、體的壓力、彈頻率和主振型。由于模態(tài)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的固有特性，丸與身管的碰撞力、運轉(zhuǎn)著的發(fā)動機(jī)周期性的激所以模態(tài)不能局限于對某個構(gòu)件進(jìn)行自由模態(tài)分[4]勵以及隨機(jī)路面產(chǎn)生的激勵?；鹋诘恼駝邮瞧湮?，應(yīng)該對構(gòu)件所在的系統(tǒng)進(jìn)行整體考慮。由于結(jié)構(gòu)動態(tài)特性在外界激勵下的響應(yīng)，在交變應(yīng)力阻尼對結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型影響很小，所以不的作用下，火炮身管會發(fā)生斷裂?？紤]系統(tǒng)阻尼影響。本文為了分析火炮的受力及其斷裂原因，建火炮身管作為一個彈性體，安裝在坦克炮塔立了坦克-火炮剛彈耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型，可以上，外力作用下主要發(fā)生以下幾個方向的振動變形：半徑方向發(fā)生徑向振動、
8、沿火炮軸線方向發(fā)收稿日期:2017-03-15修回日期:2017-03-2152農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程2017年生縱向振動、沿火炮的軸線垂直面方向發(fā)生橫向加速度。將式（7）整理得24
