摘要：火炮座圈是支撑炮塔、传递发射载荷和执行回转的重要部件,火炮座圈性能的优劣对维持火炮稳定和保证射击精度有着重要影响。为使火炮座圈达到轻便、回转灵活、可靠性高、稳定性好的设计要求,建立了座圈质量、游隙和回转力矩对座圈性能影响的数学模型,并采用加权系数法和智能优化算法,以滚珠半径、滚道半径、滚珠中心位置和接触角这4个因素为关键设计参数,实现了座圈轻量化和回转灵活的多目标优化设计,并得到了最终优化结果。发现座圈质量减少了1.7%,回转阻力减少了14.1%,游隙减少了41.5%。所研究的优化设计方法对火炮座圈设计及优化有着一定的理论指导作用。

摘要：火炮摇架是火力系统主要承重部件之一,其质量占比较大,轻量化设计是其减重和提高火炮机动性的重要手段。目前轻量化设计方法未虑及尺寸参数与拓扑结构间作用规律,以致火炮摇架难以达到最佳刚度质量比。为解决上述问题,提出了一种基于尺寸-拓扑耦合效应的轻量化设计方法,通过正交设计与拓扑优化,生成不同尺寸火炮摇架的拓扑结构,采用响应面法构建表征尺寸参数、拓扑结构与刚度、质量映射的代理模型,利用智能算法开展全局优化,实现尺寸参数与拓扑结构同步轻量化设计。以某型火炮摇架为例进行分析,结果表明:相同刚度条件下,所提设计方法比原有方法得到的质量降低了10.8%,最大等效应力减小了35.8%。