复合材料座钣动态响应分析及结构优化

• 作者: 刘国志 杨国来 葛建立 谢新宇
• 来源期刊: 弹道学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纤维复合材料 迫击炮座钣 炮口扰动 遗传算法 多目标优化 BP神经网络算法
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 83-90
• 页数: 8页
• 分类号: TJ31
• 语种: 中文
• DOI: 10.12115/j.issn.1004-499X(2020)04-013

摘要

为研究迫击炮座钣轻量化问题,提出了一种碳纤维复合材料座钣设计方案.采用碳纤维增强树脂基复合材料作为座钣主体,以大变形分散吸收后坐能量;采用钛合金驻臼和边角承受后坐力,防止局部冲击损坏.基于三维Hashin准则开发了VUMAT材料子程序,模拟复合材料的失效行为.建立了复合材料座钣与土壤耦合的全炮非线性动态有限元模型,通过仿真计算获得了座钣最大应力和最大位移,分析了不同土壤类型对炮口扰动的影响.通过最优拉丁超立方试验设计,建立了座钣5层BP神经网络代理模型和多目标优化模型;利用BP神经网络与带精英策略的非支配排序遗传算法对座钣进行了多目标优化设计.优化后炮口扰动显著降低,座钣质量比初始设计减少了11.38％.