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南京理工大学
博士学位论文
车载式火炮武器总体技术研究
姓名：***
申请学位级别：博士
专业：武器系统与运用工程指导教师：***
20061201
南京理工大学博士学位论文车载式火炮武器总体技术研究
３车载式火炮武器系统效能分析
３．１车载式火炮武器结构简介
通常车载火炮武器分为火力分系统、底盘分系统、火控与信息分系统三大部分。
火力分系统搭载在车辆底盘上，发射时可以在车上发射（如荷兰的ＭＯＢＡＴ，以色列的ＡＴＭＯＳ一２０００），也可以下降到地面上发射（如法国的ＣＡｓＡＲ）。
火力系统赋予火炮方向、高低射角；火力系统采用自动化操作，必要时可以降级采用半自动和手动操作；火力系统具有火控、电气及信息化装备的接口。
底盘分系统是车载火炮武器机动化的关键分系统，此外它还具备搭载火炮、火控与通信及直属单体；搭载炮班乘员；为控制系统提供电能；为液压系统提供动能；为乘员及相关装备提供防护的功能。
火控与信息系统是车载火炮信息化的核心，它的主要功能是通信，定位定向导航，电气管理控制，液压管理控制，作战状态转换中的驻锄收放控制和收用炮控制，信息管理，自动、半自动调炮，诸元计算，自动复瞄，自检，夜间操作照明等功能。
火力分系统戚盘分系统火控和信息化分系统
图３．１典型的车载火炮结构
３．２车载炮系统效能分析基本模型
武器系统效能分析的基本模型是ＡＤＣ模型，即系统的效能由系统的可用性、可信性和作战能力三个部分组成，而这三部分可由相应的概率表示。
根据概率原理，ＷＳＥＩＡＣ给出的系统效能表达式为㈣
Ｅ７＝Ａｒ［ＤＩｃ】（３．１）
式中Ｅ７’一效能向量；
４７一可用性向量，Ａ＝（ｑ，ａ２，．．．，％），（其中ｎ为系统在执行任务时的状态数。
梁、板壳结合模型在梁板组合桥梁设计中的应用摘要：随着公路桥梁事业的快速发展，公路桥梁建设数量日益增多。
在公路桥梁设计中，梁板组合结构应用的十分广泛，其施工便捷，施工效率高，桥梁稳定性也高。
而在大型结构中，则多由梁、板和壳结构共同构成桥梁结构形式。
因此文章结合工程实例，运用MIDAS Civil有限元分析软件建立梁、板壳结合模型，对梁、板壳结合模型在梁板组合桥梁设计中的应用进行略述。
关键词：梁板壳结合模型；梁板组合；桥梁设计；应用钢筋混凝土梁板结构由钢筋混凝土受弯构件（梁和板）组成，广泛用于房屋建筑中的楼盖、屋盖，以及阳台、雨篷、楼梯、基础、水池顶板等部位。
按照施工方法的不同，梁板结构可分为整浇和预制两类。
在梁板结构的施工当中，梁构件主要承受剪力和弯矩，以及一定情况下承受扭矩，板构件则承受平面上的弯矩和剪力。
在我国，绝大多数的小跨径的桥梁一般都采用梁板结构，这种结构具有施工简便，施工速度快，且稳定性高的特点。
大型建筑结构大多由梁、板、壳结构构成，因此文章运用MIDAS Civil有限元分析软件建立梁、板壳结合模型，真实模拟梁板组合结构的实际受力情况。
一、工程概况某高铁高架桥在设计时，为避免新建道路车辆荷载对高铁桥梁桩基产生扰动，下穿高铁高架桥部分市政道路机动车道需采用桥梁下穿。
本段高铁桥梁桥下路面净空10m，市政道路机动车道路宽8.5m。
受道路两端交叉口标高影响，下穿高铁桥梁部分路面无法抬坡，整体路面仅高出现状地面约0.8m左右，若采用常规梁式桥下穿，梁底将低于地平面，无法设置支座。
综合考虑后，本桥设计采用梁板结合，纵横梁与桩基固结的结构形式。
二、计算模型说明（一）结构模型及单元划分本桥结构模拟采用梁、板壳结合模型，材料为C35钢筋混凝土。
桥梁全长29.4m，宽9.5m。
全桥纵向设置2根纵梁，单根长29.4m，跨径为3跨9m，两端各设1.2m长悬臂；横向设置4根横梁，单根长9.5m，跨径为单跨5.5m，两端各设2m长悬臂，梁截面尺寸均为1m×1m。
有限元模态分析实例有限元模态分析是一种用数学方法对结构物的振动特性进行分析的工程方法。
在设计和优化结构时，对结构的模态进行分析是十分重要的。
通过模态分析可以获得结构的固有频率、模态形态以及模态阻尼等信息，为结构的设计和工程优化提供依据。
下面将介绍一个有限元模态分析的实例。
工程项目中有一座长桥，设计要求对该桥进行模态分析，以评估其振动特性和优化设计。
桥梁的整体结构是由主梁和横梁构成。
在进行模态分析之前，首先进行了有限元建模。
主梁和横梁的几何尺寸、材料性质和截面形状被纳入有限元模型中。
通过有限元分析软件对桥梁进行了静力分析，确定了主梁和横梁的应力分布和变形情况。
在静力分析的基础上，进行了模态分析。
在模态分析中，首先得到了桥梁的固有频率。
固有频率是结构在没有外部激励作用下自发振动的频率，也可以理解为结构的固有振动频率。
通过固有频率的计算，可以得到结构的自由振动周期。
接下来，得到了桥梁的模态形态。
模态形态是固有振动状态下结构各个节点的振型。
通过模态形态的计算，可以了解结构在不同频率下的振动模式，进一步评估结构的振动特性。
最后，得到了桥梁的模态阻尼。
模态阻尼是结构在振动过程中能量耗散的程度。
结构的阻尼特性对于振动特性的评估和结构的设计优化具有重要影响。
对模态分析的结果进行评估，发现一些模态频率较接近结构的主要激励频率，存在共振现象。
为了消除共振现象，采取了一些优化措施，如增加结构的刚度、改变材料性质等。
通过有限元模态分析，得到了桥梁的固有频率、模态形态和模态阻尼等信息，为结构的设计和工程优化提供了依据。
基于模态分析的结果，进行了优化设计和改进措施，提高了结构的振动特性和抗震能力。
总之，有限元模态分析是一种重要的工程分析方法，通过模态分析可以评估结构的振动特性，并为结构的设计和工程优化提供依据。
符合桥梁的模态分析在设计和改进中的实践，对于确保工程质量和结构的稳定性具有重要意义。
组合结构ANSYS数值模拟计算分析东北大学资土学院ZJJ-YY一、结构描述如图1所示的组合梁，其中：钢筋混凝土板截面截面尺寸为b×h=600mm×100mm，板的长度L=3000mm，采用C20混凝土，按构造配筋，板内受拉纵筋2φ6，架立筋2φ6，箍筋采用φ6@350，钢筋上下保护层厚度为25mm，板两端保护层厚度50mm。
工字钢上下翼缘板厚度10mm，翼缘板宽度300mm，腹板厚度190mm，宽度20mm，工字钢梁跨度为L=3000mm。
图1 工字钢与钢筋混凝土板横截面图及计算简图根据GB50010-2002，混凝土的弹性模量EX=2.55×104MPa，混凝土的轴心抗压强度设计值为9.6MPa，轴心抗拉强度设计值为1.10MPa。
相对于峰值压应力（抗压强度设计值）的应变以及极限压应变分别为0.002和0.0033。
对于板中所采用的钢筋，弹性模量EX=2.1×105MPa，抗拉强度设计值为1.10MPa，密度DENS=7.8×103kg/m3。
对于工字钢梁，弹性模量EX=2.1×105MPa，泊松比PRXY=0.3，密度DENS=7.8×103kg/m3。
二、分析目的钢筋混凝土板受均布荷载50kN/m2的工况下，分析梁内的应力分布以及整体变形情况。
三、建模过程3.1定义单元类型1）定义混凝土单元类型。
混凝土采用SOLID65单元。
2）定义工字钢单元类型。
工字钢采用SHELL43单元。
3）定义钢筋单元类型。
钢筋采用LINK8单元。
图2 单元类型3.2定义单元实常数1）定义混凝土单元实常数：由于在分析中采用离散式钢筋模型，因此定义一个空的实常数集。
图3 混凝土单元实常数2）定义工字钢翼缘板、腹板厚度：翼缘板和腹板均等厚，其中翼缘板厚度为0.01m，腹板厚度为0.02m。
3）定义钢筋截面积：3种钢筋均采用同一种截面，面积均为28.3×10-6m2。
谱分析的实例——板梁结构一单点响应谱分析的算例某板梁结构如图3所示，计算在Y方向的地震位移响应谱作用下整个结构的响应情况。
板梁结构结构的基本尺寸如图 3所示，地震谱如表5所示，其它数据如下：1.材料是A3钢，相关参数如下：杨氏模量=2e11N/m 2泊松比=0.3密度=7.8e 3Kg/m 32.板壳：厚度=2e-3m3.梁几何特性如下：截面面积=1.6e-5 m 2惯性矩=64/3e-12 m 4宽度=4e-3m高度=4e-3m图3板梁结构模型（mm）谱表1 GUI方式分析过程第1步：指定分析标题并设置分析范畴1、取菜单途径Utility Menu>File>Change Title。
2、输入文字“Single-point response analysis of a shell-beam structure”，然后单击OK。
第2步：定义单元类型1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/ Delete，弹出Element Types对话框。
2、单击Add，弹出Library of Element Types对话框。
3、在左边的滚动框中单击“Structural Shell”。
4、在右边的滚动框中单击“shell63”。
5、单击Apply。
6、在右边的滚动框中单击“beam4”。
7、单击OK。
8、单击Element Types对话框中的Close按钮。
第3步：定义单元实常数1、选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Real Constants，弹出Real Constants对话框。
2、单击Add，弹出Element Type for Real Constants对话框。
3、选择1号单元，单击OK，弹出Real Constants for Shell63对话框。
4、在TK(I)处输入2e-3。
