空降型火炮炮塔優化設計

楊 雕，曾志銀，寧變芳，喻華薩

（西北機電工程研究所，陜西咸陽 712099）

空降型火炮炮塔優化設計

楊 雕，曾志銀，寧變芳，喻華薩

（西北機電工程研究所，陜西咸陽 712099）

炮塔作為火炮的重要部件，其結構剛強度和質量對整個火炮的性能有很大的影響。為滿足空降型火炮的輕量化要求，通過有限元分析發現某空降型火炮炮塔結構剛強度有一定的富余量，故基于結構優化方法對該炮塔進行優化設計研究。在多射角工況條件下，通過變密度法的拓撲優化得到炮塔托架主要傳力路徑，尋求托架材料的最佳分布；并通過尺寸優化獲得炮塔護板厚度的最佳組合。優化后炮塔質量減少11.54%，且最大應力有所下降，達到了炮塔減重的目的。

輕量化；炮塔；多射角工況；拓撲優化；尺寸優化

空降型火炮可利用運輸機直接遠程快速投送至作戰區域，有效地對敵火力進行壓制，于是在保障其作戰效能的前提下，最大限度減小火炮質量，輕量化是當前火炮發展的主流趨勢之一。炮塔作為火炮的重要部件，其主要作用是安裝火炮起落部分，為塔內各種設備提供支撐并承受各種負載，同時為乘員、彈藥及設備提供防護，其結構的剛強度和質量對整個火炮的輕量化有很大的影響［1］。傳統的炮塔設計是根據設計要求，憑著設計者的經驗，對不同設計方案進行剛強度的計算，從中選擇出相對最優的設計方案。這種方法不能確定炮塔全局最優設計方案，往往在其剛強度及質量上有較大的設計余量，無法達到輕量化的目的?！?br>