Tối ưu thiết kế bệ cối triệt âm nhằm tăng diện tích tiếp xúc với mặt đất
184 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.113.2026.176-184Từ khóa:
Cối triệt âm; Bệ cối triệt âm; Tối ưu tham số hình học; Phương pháp phần tử hữu hạn; Lực giật khi bắn; Hệ số an toàn kết cấu.Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày phương pháp tối ưu hóa tham số đối với đế ngoài bằng hợp kim nhôm của súng cối triệt âm nhằm nâng cao hiệu suất tiếp xúc mặt đất khi bắn, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về khối lượng và độ bền kết cấu. Để giữ nguyên kiến trúc của hệ thống vũ khí, chỉ đế ngoài được thiết kế lại, trong khi đế trong bằng thép được giữ nguyên. Quá trình tối ưu hóa dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong ANSYS Mechanical với tải trọng giật tĩnh tương đương nhằm đánh giá ảnh hưởng của các tham số hình học đến ứng suất Von Mises, biến dạng và hệ số an toàn nhỏ nhất. Thiết kế tối ưu đạt khối lượng 5.9 kg, tăng 53.0% diện tích tiếp xúc với mặt đất và cải thiện 9.8% hệ số an toàn nhỏ nhất so với thiết kế ban đầu. Các thử nghiệm bắn thực nghiệm trên cùng điều kiện nền đất cho thấy độ lún giảm 44.4% sau phát bắn đầu tiên và 40.5% sau năm phát bắn liên tiếp. Kết quả chứng minh rằng thiết kế được đề xuất giúp nâng cao khả năng đỡ nền mà không làm ảnh hưởng đến độ bền kết cấu hoặc tính cơ động của hệ thống.
Tài liệu tham khảo
[1]. T. S. Ngo and Ho Van Khanh, “Research and design the taper angle of a single use piston”, Journal of Military Science and Technology, Vol. 86, No. 86, pp. 165–172, (2023). DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.86.2023.165-172
[2]. X. Yang and Y. Wang, “Parametric structural optimization of mortar baseplates using finite element analysis”, Journal of Mechanical Engineering, (2021).
[3]. J. Lee and S. Kim, “Topology optimization of lightweight mortar baseplate structures using OptiStruct”, Engineering Optimization, (2020).
[4]. R. Patel and D. Singh, “Transient dynamic analysis of mortar recoil systems using LS-DYNA”, Defence Technology, (2019).
[5]. H. Chen and Z. Liu, “Explicit finite element simulation of recoil load transfer in mortar structures”, International Journal of Impact Engineering, (2022).
[6]. M. Ahmed and K. Hassan, “Soil–structure interaction analysis of mortar baseplates on soft ground”, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (2021).
[7]. R. D. Cook, D. S. Malkus, M. E. Plesha and R. J. Witt, “Concepts and Applications of Finite Element Analysis”, 4th ed., John Wiley & Sons, (2002).
[8]. T. Belytschko, W. K. Liu and B. Moran, “Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures”, John Wiley & Sons, (2000).
[9]. O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor and J. Z. Zhu, “The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals”, 7th ed., Elsevier, (2013).
