刘威（中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌443003）

某扭杆式平衡机设计和疲劳仿真

刘威
（中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，湖北宜昌443003）

依据某型火箭发射装置俯仰运动特性，设计了扭杆式平衡机，确定扭杆的材料和工艺要求。基于线性累积损伤Miner理论，通过ANSYS软件的疲劳分析工具计算，获得该扭杆累积寿命耗用系数，验证了扭杆设计正确性，解决了扭杆疲劳定量分析不足问题。

火箭发射装置；扭杆；ANSYS

0　引言

火箭发射装置总体设计时，为实现发射装置大仰角发射，同时为了降低火箭发射装置高度，需要将耳轴布置在俯仰部分质心的后方，这样俯仰部分的质量对耳轴产生了重力矩。为了克服重力矩，降低电机的功率，总体设计中需要配置平衡机[1]。平衡机的作用就是对俯仰部分提供一个推力或拉力，用于产生一个抵消绕耳轴的重力矩的平衡力矩。平衡机按储能元件分为弹簧式、扭杆式和气动式三种，扭杆式平衡机是利用扭力杆变形时产生的扭矩来平衡俯仰部分的重力力矩[2]。

本文以某型发射装置扭杆式平衡机为实例，设计了四连杆机构和扭杆，确定扭杆的材料和工艺要求。利用ANSYS软件的疲劳分析工具，计算得到了扭杆累积寿命耗用系数，解决了扭杆疲劳定量分析不足问题。

1　平衡机结构设计

1.1设计计算依据

某型发射装置采用扭杆式平衡机，发射角α的角度变化范围为0°~75°。发射装置俯仰角度在0°~40°范围运行时，俯仰体重心位于耳轴前部，俯仰角度在40°~75°范围运行时，俯仰体重心位于耳轴后部，对扭杆产生双向扭转力矩。……