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炮身是火炮的一个主要部件,它的主要作用是完成炮弹的发射任务,承受火药燃气压力,赋予弹丸一定的初速和射向。传统的炮身设计方法设计周期长,费时费力,修改困难。随着计算机技术的发展,参数化技术得到了越来越广泛的应用,各类针对各自不同专业领域开发的专用参数化设计系统,使设计人员从大量繁琐的工作中解脱出来,大大提高了设计研发效率。本文围绕炮身零部件参数化设计与参数化分析问题展开了研究。主要研究内容如下:(1)在典型炮身结构三维模型的基础上,对模型进行分析和处理。以身管为例,介绍了几何约束类型、描述方法和求解方法,并对几何约束模型的构造方法进行了研究。以此为基础建立了身管、炮尾炮闩、炮口制退器以及炮身装配体的几何约束模型。应用基于VB的Pro/E二次开发功能,实现了参数对几何约束模型的驱动,完成了炮身结构的参数化设计。(2)对炮身各个部分进行了受力分析,以ANSYS分析流文件为基础,利用APDL语言编写了炮身主要部件的结构参数化有限元分析模型,分析模型包括有限元分析过程中的几何建模、单元类型选择、材料属性定义、边界条件、载荷施加以及网格划分,为设计前期的快速分析论证打下了基础。(3)分析了身管在弹丸发射过程中受力情况,以欧拉一伯努利梁为基础,将身管简化成悬臂梁,建立了炮身振动方程。针对分析需求,提取了相关参数作为设计变量,运用四阶Runge-Kutta法编写了参数化炮身动态特性分析程序。最后,在建立了参数化结构设计、有限元分析、动态分析模型的前提下,运用这些模型进行了某型身管的设计分析,展示了整个参数化设计分析流程。并快速得到了身管三维模型,通过分析,获得了膛压气体作用下身管的应力云图和炮口的动力学响应。验证了参数化设计分析方法的可行性与有效性。