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1、ADAMS轻质适配器结构设计与分离过程分析 摘要大口径火箭弹发射时由于初速较低，火箭弹刚出定向器时头部下沉的角加速度过大，如不及时修正则会发生危险，为了保证大口径火箭弹的高低轨同时离轨发射，应当设计轻质适配器并研究分离过程。本论文通过对以往的适配器研究成果进行学习和借鉴，从而进行适配器结构的设计，结构设计使用通用三维建模软件Solid works，并预先假设分离过程，采用计算机ADAMS软件对适配器和模拟的火箭弹进行分离过程的分析和数值模拟，从该软件得到的运动学和动力学数据，从而得到进行适配器（块）优化的理论基础，对已设计的适配器结构进行优化，提高适配器的分离过程可靠性和效率。31884关键词
2、 大口径火箭弹 适配器结构 分离过程 优化毕业论文设计说明书外文摘要Title Lightweight adapter architecture design and analysis of the separation processAbstractDue to the low initial velocity of the large-caliber rocket launchers, When the rocket shells left the orientator, the angular acceleration of head sinking is too large, if w
3、e dont correct it in time, it would be dangerous, In order to ensure the large-caliber rockets are transmitted simultaneously from the high-low track, we should design lightweight adapter and analyze the separation process. The paper learns from previous research results on adapters and carries out
4、adapter architecture design. Structure design uses a common three-dimensional modeling software Solid works. And we presuppose the separation process, and then use ADAMS computer software to analyze the separation processes of simulated rocket and adapter and proceed numerical simulation, and then k
5、inematic and kinetic data are obtained from the software. Whereby we get the theoretical basis for the adapter (block) optimization and optimize the designed adapter structure so we can improve the reliability and efficiency of the adapters separation process. 源自-六(维论文网(加7位QQ3249114Keywords large-ca
6、liber rockets adapter architecture separation process optimization目 次1 引言 11.1 研究的背景及意义 11.2 有关适配器的发展和研究状况 11.3 研究方法 22 原始数据及设计要求 42.1 原始数据 42.2 设计要求 43 设计计算 53.1 设计计算的简化条件 53.1.1 空气阻力 53.1.2 温度因素 53.2 结构尺寸设计计算 63.2.1 结构探索 63.2.2 弹簧的设计计算 73.2.3 适配器本体尺寸 73.2.4 弹簧尺寸 83.2.5 滑块结构 83.2.6 火箭弹弹体有关数据 83.2.7
7、 预设的火箭弹滑轨参数 84 材料选择 94.1 滑轨材料 94.2 弹簧材料 94.3 滑块材料 94.4 适配器材料选择 94.4.1 适配器材料要求 94.4.2 多种材料性能数据 94.4.3 适配器材料选择及分析 104.4.4 适配器材料详细性能介绍 105 强度校核 125.1 火箭弹弹体校核 12 :5.1.1 孔壁挤压强度校核 125.2 适配器本体校核 125.2.1 适配器抗压强度校核 125.2.2 适配器下端压缩强度校核 125.3 弹簧校核 135.3.1 弹簧压并校核 135.3.2 弹簧强度校核 135.4 滑块校核 135.4.1 滑块伸出端剪切强度校核 13
8、5.4.2 滑块挤压强度计算 135.5 滑轨校核 136 结构设计图 146.1 模拟火箭弹设计图 146.2 适配器本体设计图 146.3 弹簧设计图 156.4 滑块设计图 156.5 滑轨结构设计图 166.6 尾翼结构设计图 176.7 整体装配图 187 各部分工艺性简述 197.1 火箭弹弹孔工艺性 197.2 适配器本体工艺性 197.3 弹簧的工艺性 197.4 滑块的工艺性 197.5 滑轨的工艺性 207.6 尾翼的工艺性 208 仿真与分析 218.1 仿真设置 218.1.1 仿真模型 218.1.2 仿真边界条件输入 218.2 仿真结果 228.2.1 火箭弹弹体
9、与适配器接触力 228.2.2 滑块与火箭弹弹体接触力 238.2.3 火箭弹质心偏移量与角度 23 源自-六(维论文网(加7位QQ32491148.2.4 火箭弹离开轨道时间 258.3 分离过程分析 258.3.1 分离过程持续时间 258.3.2 分离过程 258.3.3 分离时刻适配器受力 258.3.4 分离后适配器运动和位置 26结 论 27致 谢 28参考文献291 引言大口径火箭弹在发射时由于初始速度较低，刚出定向器时火箭弹弹头下沉的角速度过大，如不及时修正会发生危险，为了保证大口径火箭弹同时离轨发射，减少火箭弹弹头下沉量对火箭弹射击精度和密集度的影响，因此我们设计轻质适配器的
10、结构，同时一并研究适配器的分离过程。1.1 研究的背景及意义众所周知，火箭炮是一种依靠固体火箭发动机的大推力把杀伤武器投放到被毁伤目标的一种军用武器。火箭炮有着射程远，杀伤力大，机动能力较强的优点，在现代战争中有着重要的地位，它是进行面饱和射击最有效的武器，也是各国陆军装备的主要武器之一。火箭炮刚刚诞生的时候，口径还比较小，射击精度和射击密集度都比较差，随着时代的发展和进步，火箭炮向着增大射程，提高威力，提高射击精度和密集度的方向发展，因此各国相继发展了大口径火箭炮，如美国的“MLRS”多管火箭炮系统口径为227mm,俄罗斯的“飓风”火箭炮为220mm，“旋风”火箭炮为300mm，我国的83式
11、273mm火箭炮，WM-80式273mm火箭炮，“卫士1”型320mm火箭炮，“卫士2”型406mm火箭炮等等。大口径火箭炮的研发满足了作战使用的要求，但是大口径火箭弹常规发射时初速较低（一般在20-30 m/s），而由于大口径火箭自身质量大，其前端离开定向器后在重力作用下产生较大的下沉角加速度，而此时由于速度低，无法依靠尾翼或者空气动力对下沉量进行有效修正，而先进的燃气舵技术成本较高且技术相对复杂，可靠性也有待进一步研究，为了解决这一难题，当前通常使用的方式是火箭弹同时离轨发射技术，火箭弹同时离轨发射技术有高低轨同时离轨发射技术和平轨同时离轨发射技术，对应的分别采用单一轻质适配器和串联分布式
12、轻质适配器，两者原理相似但又不完全相同，本论文主要研究的是单一轻质适配器的高低轨同时离轨发射的分离过程分析以及该适配器的结构设计。1.2 有关适配器的发展和研究状况1.3 研究方法本论文通过对以往的适配器研究成果进行学习和借鉴，从而进行适配器结构的设计，结构设计使用通用三维建模软件Solid works，并预先假设分离过程，采用计算机ADAMS软件对适配器和模拟的火箭弹进行分离过程的分析和数值模拟，从该软件得到的运动学和动力学数据，从而得到进行适配器（块）优化的理论基础，对已设计的适配器结构进行优化，从而提高适配器分离的可靠性，并尽可能的缩短分离时间，提高分离效率。2 原始数据及设计要求本章给
13、出适配器，火箭弹以及相关附件的原始数据以及给定的设计要求，为下一步计算给出理论基础。2.1 原始数据根据初始给出的数据，大口径火箭弹的口径为f 700mm，火箭弹的质量为3000kg，火箭弹质心距离前定心部的距离为1000mm，前后定心部距离为3500mm,定心部直径为f 706mm,定心部宽度为80mm，火箭弹发射高轨道和低轨道的高度差为100mm，以上为初始提供数据，并不一定完全用到，其他数据根据需要制定。2.2 设计要求为满足研究要求，设计的适配器必须为轻质适配器，长度为500mm，宽度为200mm,高度为100mm,材料为非金属材料或者复合材料，适配器在火箭弹低轨道内必须能够随火箭弹一起滑行，设计的适配器必须能够满足抗压性能和一定的耐磨性能，适配器的结构应当尽量简单，便于制造和安装，有利于降低成本，适配器的设计应当考虑结构的合理性和工艺性的合理，适配器的材料选择在火箭弹保存时应考虑相容问题，适配器应在最小程度上影响火箭弹的发射，分离过程中适配器应易于分离且分离后对装备和人员不产生损害，适配器的性能应当满足战时使用和平时维护的要求。3 设计计算本章给出详尽的适配器以及相关零部件在设计计算时的简化条件，结构探索以及有关尺寸的设计计算及简略的分析，初步确定适配器以及相关零部件的尺寸和大致结构，为结构设计图和仿真与数值模拟给出数据。
