HyperWorks发射系统底架结构优化及几何体重构(2)
1.1 研究背景
随着现代科技的迅猛发展，现代化的武器技术装备成为现代战争的重要物质基础。其中，无控火箭武器具有的火力突然、密集、猛烈，结构轻便简单，机动能力强，快速反应性能好的优点，使其能较好地满足现代战争对武器的要求，特别适合于面杀伤饱和射击。同时，与导弹武器相比，其价格低廉，从而使其在积极发展导弹武器的今天，受到重视并获得迅速发展[1] 。
火箭发射系统是火箭武器系统的一个至关重要的构成部分，在行军及运输的过程中，起保护和承载火箭弹的作用；在瞄准的过程中，起快速、精准定位火箭弹射击方向的作用；在发射的过程中，可靠点火火箭弹以及提供火箭弹一定的初速度和尽可能小的扰动，保证射击密集度。同时，根据具体的作战使用要求、既定的战略方针和指导原则以及该武器的作战用途，结合现代战争的特点制定出战术技术要求，有时还必须考虑到战术技术要求在本国实现的可能性和该武器的使用经验等。
战术技术主要包括三个方面，即战术性能、勤务使用性能和生产经济性能。其中，战术性能包括武器系统机动性。机动是指军队有组织地移动兵力、兵器或转移火力的行动，其目的是为了争取主动或形成有利的形式以及创造或捕捉战机。机动是进行战斗的基础，机动贯穿于整个作战过程的始终。按性质、任务和规模分类，机动可分为战略机动、战役机动和战术机动。战术机动要求发射系统能达到一定的运动速度，同时具有越野性能和活动距离。例如，现代火箭发射系统在状况良好的公路上的运动速度不小于60km/h，在土路上应能达到25km/h以上，在田野中也要求有8km/h~10km/h的速度[2] 。因此，减轻发射系统的重量有利于提高运行速度，提高作战性能。
同时，我国作为目前世界上最大的发展中国家，同时也是世界上能源生产和消费大国。基于国情，相关部门制定了“坚持节约资源和保护环境”的基本国策，把建设“资源节约型、环境友好型”社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置，以便为生态的可持续发展做出应有的贡献。在节约能源和环保意识不断增强的今天，减轻结构的质量，减少燃油的消耗，提高效率和经济性成为重要的研究方向。因此，对火箭炮底架结构的优化具有相当不可估量的价值和意义。
火箭炮底架作为连接回转盘底座和运行体的部件，在保证具有足够的强度和刚度的同时，也需要尽量使其达到轻量化要求，使其结构简单、紧凑、体积小。因此，研究火箭炮底架的轻量化以及结构优化方案，能在保证部件物理属性和特点要求的同时，大大地提高其生产经济性，减少材料的浪费，能直接有效地降低生产成本，并提高产品及工程的可靠性。
1.2 研究目的和意义
在对底架进行轻量化的研究过程中，通常利用优化软件进行优化处理。而优化处理后的底架结构在满足一定优化条件的情况下，表面为极其不规则的几何体，在将其导入其他软件进行实体分析时，因表面结构过于复杂，导出结果往往会变为不规则的模型，不能满足设计要求。因此需通过一定的途径和方法，将导出文件修整为规则的几何体使其能转化为有优化意义的实体，使其在输出到其他分析和设计软件中时能满足和符合设计要求。本文将以现有在研某火箭炮底架为研究对象，在已完成的优化分析结果的基础上，将优化结果转化为实际三文模型，以便做后续的结构优化和改进。
传统的设计方法，通常建立在调查分析的基础上，参照类似产品，通过估算、经验类比、试验等方法来确定产品的初步设计方案。然后对产品的设计参数进行刚度、强度和稳定性等性能的分析计算，检查各项性能是否满足设计指标要求。如果不能满足，则根据经验或直观判断对设计参数进行修改。整个过程是人工试验和定性分析比较的过程[11]。但因为受主观因素、时间限制、工作量过大等因素限制, 一般难以确定结果是否为最优结果, 计算结果也仅起到校核及细节补充的功能, 仅证实原方案的可行性。大量实践证明, 传统设计方案得到的结果具有大大改进的余地；虽然通过大量试验再进行不断比较更加真实可靠, 但往往需要投入大量的人力和物力, 并且结果也基本上不会超出初始设计的试验范围。因此，传统设计方法难以满足最优结果的设计要求。