榴弹数字化设计与分析平台开发

摘要

为了顺应工业智能制造的发展趋势，设计工作必须快速响应产品的需求，因此榴弹的参数化设计与分析一体化势在必行。文章对榴弹的数字化设计与分析平台进行了需求分析和方案设计，开发了榴弹的结构参数设计模块、基于UG二次开发的三维参数化建模模块、榴弹的发射载荷计算与强度分析模块，编写了榴弹的飞行稳定性计算程序，集成了用于实现内弹道计算、气动参数计算和外弹道计算功能的现有程序。在此基础上，形成了基于VR的榴弹数字化设计与分析平台。主要研究内容如下: (1)对基于VR的榴弹数字化设计与分析平台进行了系统架构、功能和运行流程等总体方案设计。在分析了榴弹设计基础理论的基础上，进行了榴弹结构设计，为进一步的榴弹三维参数化建模和结构特征数计算提供了参数化模型数据。 (2)采用的基于批处理模式的UG二次开发技术，调用UG自动进行建模，实现了榴弹三维参数化建模、榴弹模型结构特征数计算功能。又利用Visionary Render工业引擎对三维模型进行虚拟现实渲染，并以HTC Vive作为硬件平台实现了榴弹设计方案的展示和模型的交互。 (3)在总结了榴弹发射过程中载荷和应力应变计算方法的基础上，集成了内弹道计算程序，并进一步开发了榴弹的载荷计算与强度分析模块，实现了弹体应力应变计算的功能。 (4)集成了气动参数、外弹道计算程序，实现了榴弹的气动参数和外弹道诸元的计算，实现了模块之间的数据交互，为编写的榴弹飞行稳定性计算程序提供了参数，完成飞行稳定性计算。 (5)依据上述研究内容，开发了基于VR的榴弹数字化设计与分析平台，运行验证了榴弹参数化设计与分析一体化功能。 以上研究成果为弹药的数字化设计与分析系统的集成与开发提供了宝贵的经验。