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本文以某舰炮为研究对象,把模态匹配分析技术应用于舰炮结构性能分析和动态优化设计中以期提高舰炮整体作战性能。针对舰炮结构的局部非线性问题,先用线性模态理论识别计算出各主要部件的模态参数,再把结合面因素引入舰炮的动态特性分析中,求出舰炮结构的整体动态特性和动态响应,并在此基础上对舰炮主要部件的模态参数进行多目标最优匹配分析,寻求满足设计要求的最优设计方案,最后利用拓扑优化技术结合舰炮发射动力学分析验证了方案的可行性。本文主要工作内容总结如下：1、探讨了舰炮复杂机械结构的有限元建模方法及建模流程,完成了对舰炮各部件的三维建模以及网格划分,并采用合理的连接方式建立了全炮动力学有限元模型。2.根据模态分析理论,运用有限元法获得了舰炮身管、摇架、托架、转台等主要部件的固有模态振型,并从舰炮系统整体出发,把结合面因素引入舰炮的动态特性分析中,利用ABAQUS软件中弹簧阻尼单元来表征结合面的刚度、阻尼特性,对全炮模型进行了整体动态特性和动态响应分析。3.提出了用响应面—Behnken设计(BBD)选取样本点构建设计参数(对炮口振动敏感的部件频率)与响应目标(炮口角位移和横向振动线速度)的近似函数关系。结合满意度函数法优响应目标,使其综合最优,获得最佳的频率匹配方案,达到通过频率匹配优化减小炮口振动的目的。4.采用拓扑优化技术,结合托架的实际运行工况和动态性能分析,基于ABAQUS/ATOM模块下按照变密度法求解了多约束、多目标的托架拓扑优化SIMP模型,并依据密度云图对托架结构作优化改进,实现结构轻量化的同时确保托架的动态性能有较大改善。