龔毅 胡林兵 朱科平

摘要：本文闡述了增雨防雹火箭彈發(fā)射架組成、功能和結(jié)構(gòu)原理，運用NX NASTRAN求解器對重要零件本體進行了有限元分析，為后期優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：增雨防雹;發(fā)射架;NX NASTRAN

1 前言

伴隨著經(jīng)濟增長和社會發(fā)展，我國重大活動日益增多，活動規(guī)模和質(zhì)量都在不斷提高，重大活動社會關(guān)注度高、受天氣因素影響大，因此，做好氣象保障工作已經(jīng)成為重大活動能夠成功舉辦的重要因素。我國是世界上氣象害頻繁發(fā)生的國家之一，特別是20世紀(jì)90 年代以來，氣候變化日益明顯，極端天氣現(xiàn)象明顯增多，水資源短缺日趨嚴重，氣象災(zāi)害已成為制約我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。積極研發(fā)科學(xué)高效的人工影響天氣作業(yè)裝備，才能更好的為國家重大活動提供氣象保障，為防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)做出更大的貢獻。[1]增雨防雹火箭彈發(fā)射架作為人工影響天氣的利器，多次參與國家大型活動氣象保障活動，在其中發(fā)揮了極大作用。發(fā)射架本體是支撐定向器和高低機運動的重要零件，其結(jié)構(gòu)強度直接影響到發(fā)射架是否能正常使用，本文利用有限元分析軟件NX NASTRAN對其變形和應(yīng)力分布情況進行研究，確定其結(jié)構(gòu)強度是否滿足使用要求。

2 發(fā)射架組成和功能

增雨防雹火箭彈發(fā)射架用于發(fā)射增雨防雹火箭彈，進行人工影響天氣作業(yè)，由定向器、高低機，方位機組成，三維模型見圖1。

定向器的主要功能為：發(fā)射前裝填、承載火箭彈，發(fā)射時點燃火箭發(fā)動機，并賦予火箭彈起始運動方向和離軌速度。

高低機和方位機用于賦予定向器射角和方位角，高低機和方位機均為電機傳動并可快速切換為手動模式。

3 發(fā)射架結(jié)構(gòu)原理

高低機采用螺桿式高低機設(shè)計，高低機兩端分別與定向器和方位機鉸接，由電機通過齒輪驅(qū)動雙螺桿直線運動，實現(xiàn)定向器的俯仰角度升降。方位機由電機通過蝸輪蝸桿減速器驅(qū)動，實現(xiàn)方位旋轉(zhuǎn)。

4 本體強度仿真分析

運用NX NASTRAN求解器對本體進行有限元仿真。[1]

（1）坐標(biāo)系選?。阂缘撞繄A心為原點，X軸為通過原點垂直于前后方向向右為正，Y軸為通過原點沿正前方為正，垂直向上為Z軸。

（2）建立零件模型，添加材料屬性。

（3）劃分3D網(wǎng)格。

（4）按照工況要求，添加6個銷釘約束。

（5）按照工況要求計算受力情況，加載載荷如表1所示。

Force

（1） Force - Magnitude and direction FORCE 1308 N （0.000000， 0.371661， -0.928369） 幾何分布

Force

（2） Force - Magnitude and direction FORCE 1000 N （0.000000， -0.172515， -0.985007） 幾何分布

結(jié)算分析結(jié)果如表二和圖3所示，由圖表中所知，最大變形點為0.2385 mm，強度足夠。

5 結(jié)論

通過對發(fā)射架本體的有限元分析計算，確定了本體有足夠的強度，并為產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。

參考文獻

[1] 張永恒， 薛建軍， 溫顯罡，等. 重大活動決策氣象保障服務(wù)探討[J]. 閱江學(xué)刊， 2013， 5（2）：36-42.

[2] 羅旭， 趙明宇. Femap & NX Nastran基礎(chǔ)及高級應(yīng)用[M]. 清華大學(xué)出版社， 2009.