混合材料炮口制退器的拓扑优化设计

• 作者: 金寅翔 郭张霞 张江晨 谢景云 原泽坤
• 来源期刊: 火炮发射与控制学报
• 关键词: 混合材料 炮口制退器 拓扑优化 轻量化 数值分析
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 设计与计算
• 页码范围: 42-48
• 页数: 6页
• 分类号: TJ303+.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.19323/j.issn.1673-6524.2022.05.007

摘要

为了达到某口径火炮炮口制退器的轻量化指标，使用拓扑优化分解炮口制退器结构，将合金材料填充加入拓扑优化区域后，整体呈混合材料，以期实现炮口制退器轻量化。在炮口制退器瞬态有限元模型的基础上，定质量为优化目标，考虑各金属合金材料的物理性质和气体动力学冲击载荷的影响，通过数值模拟的方法，对各金属合金材料进行对比择优，获得了最佳的混合材料炮口制退器优化方案。结果表明：使用拓扑优化寻找的轻型炮口制退器材料结构配置的方法在反映燃气冲击响应上具有一定的可信度，新设计结构可以保持制退效率不变，并达到质量减轻、刚强度保持的目的。