節制桿式制退機參數化設計及優化

劉啟航，徐亞棟，羊 柳

(南京理工大學 機械工程學院，江蘇 南京 210094)

制退機是火炮關鍵部件之一，其結構設計過程受到火炮總體方案設計的影響經常反復，參數化設計和優化設計可以有效提高設計效率和設計性能。在參數化設計和結構優化設計方面，國內外學者開展了大量的研究。文獻[1]基于I-DEAS Master Series軟件實現了節制桿式制退機的參數化設計；文獻[2]以裝配約束集和裝配方程組為基礎, 建立了火炮總體結構設計框架和參數化的火炮總體結構模型, 成功完整地實現了火炮總體結構的參數化設計；文獻[3]建立托架結構有限元模型，對某自行火炮托架進行剛強度分析和結構優化；文獻[4]對炮口制退器進行了結構優化，有效提高了炮口制退器的效率。筆者將參數化技術和優化技術應用于火炮制退機的設計并開展研究，闡述了參數化建模的過程，對制退機的結構進行優化，將優化后的結構參數輸入到參數化模型中，快速生成新的三維模型。

1 制退機參數化設計

參數化是以約束來表達產品模型的形狀特征，以一組參數來控制設計結果，從而能通過變換設計參數來實現產品模型的更改或相似產品模型的創建[5]。參數化是實現零部件通用化、標準化、系列化的重要手段，目前得到了廣泛的應用，但是在軍工領域應用較少。筆者基于Pro/E二次開發工具Automation Gateway和VB開展火炮制退機參數化設計研究。

1.1 參數化設計過程

參數化設計思路是在Pro/E環境中繪制制退機的零件模型(包括制退筒、制退桿、節制桿、節制環、活塞等)，組建一個零件庫。……