刘朋科,史婉荣,郭新喜,高小科

(1.西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099；2.西北工业集团有限公司，陕西 西安 710043)

大口径火炮座圈是回转装置的主要组成部分，其作用主要是：支撑并赋予回转部分回转的可能，使回转部分回转轻便；承受射击时炮架上传递的载荷，使炮架保持平衡。座圈结构在射击载荷作用过程中的动态响应是火炮设计的重要组成部分。传统的座圈设计主要是控制接触应力和局部塑性变形，对滚珠的强度采用增大安全系数的方法予以保证，并假设滚道是绝对刚性的，载荷不引起滚道的弯曲变形，只在接触区局部发生弹性变形[1]。传统计算不能得到座圈结构的整体变形，座圈受力的简化也不符合结构的实际受力状态。在滚珠与滚道的接触问题上，经典弹性力学只能给出滚珠的局部应力[2]，不能给出滚珠和滚道的应力和变形的具体分布。笔者针对传统座圈强度计算的不足，对某大口径自行迫榴炮座圈万能式结构建立了由炮塔、托架、上下座圈及全部滚珠组成的座圈整体刚柔耦合有限元分析模型，进行了座圈结构的动态仿真计算，获得了座圈结构射击载荷下的动态变形和应力分布，对座圈结构设计和方案选择具有一定指导意义。

1 座圈整体刚柔耦合模型

建立的座圈整体刚柔耦合面对称模型如图1所示。为了更真实反映座圈结构的受力和炮塔载荷传递特点，建立的整体刚柔耦合模型中不仅包含上下座圈，还包含炮塔、托架和滚珠。……