(3)坦克、装甲车辆及火炮等兵器关键部件的有限元分析

    坦克装甲车辆通常由武器系统、推进系统、防护系统、通信系统、电气系统等组成。对于其中的关键零部件，需要在预研和概念设计阶段，进行分析和仿真，以便于为设计提供参考。典型应用案例如图6，图7所示：

    其它典型应用如平衡肘刚强度分析，闩体曲臂肘分析，火炮药筒抽筒力的数值模拟，炮闩刚强度分析，发动机支座刚强度分析，履带板动态响应分析，炮口冲击波对车体顶甲板及附近结构冲击的动态有限元分析等。

    通过这些关键部件的分析，进行相应的结构改进设计，能够解决试验中出现的问题，满足军方指标要求。实际上，在我国一些大型科研项目中，通过ANSYS软件对关键零部件进行分析，确实解决了一些关键问题。

    二、结论

    1.兵器结构仿真分析类型小结

    (1)结构静力学刚强度有限元分析

    为了适应机动性、灵活性的战争特点，新式的坦克装甲车辆和压大多路况很差，而武器又要满足精度的要求，这样对薄壳装甲的刚强度要求就显得尤为重要。采用ANSYS软件进行静态刚强度校核，就能够很好地解决这个问题。

    (2)结构模态有限元分析

    武器装备在满足静态刚强度的基础上，还要进一步考虑其动态性能。通过结构模态有限元分析，可以得到结构的固有频率和振型，从而能够有效避免共振，降低噪声，减轻冲击振动对结构的损坏。准确的有限元模型是确保计算结果正确的关键，但由于实际情况的复杂性，使得有限元模型必须做很多简化，这便会产生误差。校正模型以及检验模型的正确性，就必须借助于模态试验。

    (3)结构动响应有限元分析

    仅仅把静态刚强度作为结构刚强度衡量的唯一准则，已不能满足结构设计的要求。通过有限元动态分析方法计算出整车的动态特性模型及参数，从而预估动态特性响应，为结构设计提供更加全面的理论分析参考。当然，结合试验的进行，能够使得计算更有说服力。

    2.兵器结构应用CAE的仿真现状及建议

    随着常规兵器产品的发展趋势，轻量化和降低成本要求的日益迫切，对薄壳装甲进行合理的设计，改善结构强度，发挥结构的最大功效已经变得越来越重要。

    在最近几年，尤其是最近2至3年，在兵器行业越来越重视在概念设计和方案设计阶段运用有限元分析，使得许多问题提早暴露解决，从而节约了研制成本，缩短了研制周期，提高了产品质量。同时，这对结构CAE仿真也提出了更加严格的要求。如何提高CAE仿真预测的分析精度，保证计算结果的可信度，已成为我们关注的最重大的课题。如下这些问题，有待于国内各研制单位今后进一步解决：

    (1)如何建立合理的物理模型来描述实际问题，如结构的受载情况、结构真实的材料特性、接触参数选择和焊接的处理等；

    (2)如何模拟结构加工制造过程，如身管的预热处理、成型加工引起的残余应力等；

    (3)现在能够进行有限元分析的软件很多，各有优缺点，值得研究如何将各个软件进一步完善，以及很好地解决与CAD的接口问题及软件之间的数据共享；

    (4)有限元分析离不开有效的试验数据支持，由于经费等多种原因，国内兵器行业积累的原始数据还远远不足够支撑有限元分析，希望有关部门能给予重视和支持。