THÔNG TIN TÀI LIỆU
HỘI NGHỊ KHCN TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP HCM TỐI ƢU THIẾT KẾ VỎ GIÁP CỦA XE THIẾT GIÁP THIẾT KẾ TRÊN SÁTXI Ô TÔ QUÂN SỰ Vũ Đức Lập, Lê Thanh Tuấn Học viện Kỹ thuật Quân TÓM TẮT Vỏ giáp phần quan trọng xe thiết giáp, bảo vệ người trang bị an tồn trước loại vũ khí sát thương kẻ thù Khi tính tốn thiết kế vỏ giáp phải bảo đảm yêu cầu chiến kỹ thuật đặt Tuy nhiên yêu cầu chiến kỹ thuật ln có mối quan hệ ảnh hưởng tác động lẫn nhau, cần thiết chọn thơng số thiết kế vỏ giáp cho đảm bảo yêu cầu chiến kỹ thuật Bài báo giới thiệu phương pháp tối ưu hóa thơng số thiết kế vỏ giáp xe thiết giáp thiết kế sát-xi ô tô quân theo phương pháp di truyền Từ khóa: tối ưu hóa, vỏ giáp, xe thiết giáp, phương pháp di truyền Giới thiệu Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học-cơng nghệ, vũ khí trang bị kỹ thuật nói chung, xe thiết giáp nói riêng nước giới không ngừng nghiên cứu thiết kế, chế tạo ngày đại nhanh chóng đưa vào trang bị quân đội Tính tốn thiết kế xe thiết giáp hồn toàn đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật đề ra, nhiên với phương pháp nhiều thời gian thiết kế chi phí sản xuất lớn Vì vậy, để rút ngắn thời gian nghiên cứu thiết kế giảm chi phí sản xuất xe thiết giáp thiết kế dựa sát-xi tơ có tính thơng qua cao Trong nội dung tính tốn thiết kế xe thiết giáp dựa sát-xi tơ nội dung tính tốn thiết kế vỏ giáp nội dung quan trọng Khi tính tốn thiết kế vỏ giáp sát-xi ô tô cần phải bảo đảm yêu cầu quan trọng như: Vỏ giáp phải có độ bảo vệ tin cậy chống lại tác động vũ khí địch; Có đủ khơng gian cho hoạt động thành viên kíp xe sử dụng hết khối lượng khối lượng cho phép (khối lượng toàn Trang 380 khối lượng phân bố lên cầu) sát-xi ô tô chọn để thiết kế xe thiết giáp Các yêu cầu có quan hệ ảnh hưởng tác động lẫn nhau, muốn có khả bảo vệ cao đủ không gian hoạt động cho thành viên kíp xe đòi hỏi xe phải có khối lượng lớn, nhiên khối lượng bị giới hạn khối lượng cho phép sát-xi ô tô chọn để thiết kế Bài báo giới thiệu phương pháp tối ưu hóa thơng số thiết kế vỏ giáp xe thiết giáp thiết kế sát-xi ô tô quân theo phương pháp di truyền nhằm đảm bảo yêu cầu cách tốt Tối ƣu hóa thiết kế vỏ giáp theo phƣơng pháp di truyền Hiện có nhiều phương pháp để thực tối ưu hóa, có phương pháp tối ưu hóa theo thuật tốn di truyền với nhiều ưu điểm bật Tối ưu hóa theo thuật tốn di truyền dựa phương pháp tìm kiếm kỹ thuật ngẫu nhiên có tính kế thừa Trên Hình thể sơ đồ tối ưu hóa thiết kế vỏ giáp phương pháp thuật toán di truyền HỘI NGHỊ KHCN TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Hình Sơ đồ thuật tốn tối ưu hóa thiết kế vỏ giáp a Xác định thơng số tối ƣu hóa Các thơng số để thiết kế vỏ giáp bao gồm: kích thước vỏ giáp, hình dáng (Hình 2), vật liệu độ dày vỏ giáp vỏ giáp tương ứng với cấp độ khả bảo vệ tài liệu [8] Độ dày vỏ giáp thiết kế phụ vào loại vật liệu yêu cầu cấp độ khả bảo vệ Để giảm khối lượng giáp độ dày khu vực vỏ giáp lựa chọn theo khả xác suất khu vực bị phá hủy vỏ giáp [3] Qua tham khảo mẫu xe thiết kế, báo xác định độ dày vị trí vỏ giáp theo tiêu chuẩn Na tô yêu cầu bảo vệ vỏ giáp tương ứng với vật liệu chế tạo thép Miilux Protection 500 Bảng Bảng Yêu cầu bảo vệ độ dày tấm thép vị trí vỏ giáp Hình Mặt cắt ngang (a) cắt dọc vỏ giáp (b) Các kích thước vỏ giáp xác định dựa sát-xi ô tô thiết kế, số lượng thành viên vũ khí trang thiết bị mang theo Trong Bảng kích thước vỏ giáp mẫu xe thiết giáp thiết kế sát-xi ô tô Ural 43206 [2] Bảng Các kích thước vỏ giáp Thơng số Chiều dài vỏ giáp Chiều rộng vỏ giáp Chiều cao vỏ giáp Chiều dài sở xe sở Giá trị 7,6 mm 2,5 mm 2,4 mm 4,4 mm Vật liệu độ dày vỏ giáp thiết kế phụ thuộc vào yêu cầu cấp độ khả bảo vệ [6] Vật liệu thiết kế vỏ giáp có đặc tính học tốt khả bảo vệ cao giảm khối lượng vỏ giáp Qua tham khảo tài liệu, tác giả lựa chọn thép Miilux Protection 500 để thiết kế với chiều dày yêu cầu Vị trí Cấp độ Mũi vỏ giáp Hai bên sườn Phía sau Chiều dày 24 mm 12 mm mm Ngoài để tăng khả bảo vệ vỏ giáp cách tạo góc nghiêng để tăng chiều dày tăng khả thía lia đạn (Hình 1) Qua phân tích báo chọn thơng số cần thiết phải tối ưu hóa tính tốn thiết vỏ giáp Bảng Bảng Bảng thông số tối ưu hóa thiết kế vỏ giáp Thơng số Chiều dày phần mũi vỏ giáp Góc nghiêng phần mũi vỏ giáp Chiều dày phía sau vỏ giáp Chiều dày thành bên vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Giá trị > 24 mm 0o - 10o >6 mm >12mm 60o - 90o 60o - 90o Trang 381 HỘI NGHỊ KHCN TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP HCM F (ai ) | G1 (ai ) G1cp | | G2 (ai ) G2cp | b Tính độ thích nghi Độ thích nghi nhiễm sắc thể tính theo cơng thức [7]: E (ai ) F (ai ) N aj i 1,2, , N (1) j 1 Trong đó: - Là thông số thiết vỏ giáp chọn phải bảo đảm giá trị nằm bảng 3; N - Kích thước quần thể; E(ai) - Độ thích nghi nhiễm sắc thể ai; F(ai) - Giá trị hàm mục tiêu nhiễm sắc thể Giá trị hàm tiêu phụ thuộc vào yêu cầu chiến kỹ thuật cần thiết phải đạt Để đảm bảo yêu cầu trên, báo xác định hàm mục tiêu sau: | G(ai ) Gcp | (2) Trong đó: G(ai), G1(ai) G2(ai) hết khối lượng tổng cộng khối lượng phân bố lên cầu tương ứng với phương án ai; Gcp, Gcp1 Gcp2 khối lượng tổng cộng cho phép khối lượng phép phân bố lên cầu Với sát-xi Ural 43206 với Gcp, Gcp1 Gcp2 12150 kg, 4625 kg 7525 kg c Mã hóa Với thơng số kết cấu tính tốn xe thiếp giáp cần tối ưu hóa Bảng 3, báo chọn dạng mã hóa dạng nhị phân với chiều dài nhiễm sắc thể 49 với gen Bảng Trong gen từ đến gen chứa giá trị thông số thiết kế vỏ giáp gen gen chứa giá trị hàm mục tiêu Bảng Thứ tự mã hóa thơng số kết cấu cần lựa chọn để thiết kế Thông số Chiều dày phần mũi vỏ giáp Góc nghiêng phần mũi vỏ giáp Chiều dày phía sau vỏ giáp Chiều dày thành bên vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Giá trị hàm mục tiêu Kết tối ƣu hóa Để thực tối ưu hóa báo xác định tham số thuật toán di truyền bảng Với thơng số cần tối ưu hóa tham số thuật toán di truyền, báo thực tối ưu hóa theo sơ đồ thuật tốn hình phần mềm Visual Basic Autodesk tích hợp phần mềm Autodesk Inventor Với phần mềm trên, ta xây dựng mơ hình 3D vỏ giáp xe thiết giáp, tính tốn khối lượng G, khối lượng phân bố lên cầu G1, G2 xe thiết giáp thực cơng việc hình Bảng Các tham số thuật toán di truyền TT Tham số Giá trị Kích thước quần thể 20 Số quần thể tái sinh 200 Phương pháp chọn lọc Lai ghép Xác xuất lai ghép Đột biến Xác xuất đột biến Độ xác Thứ tự mã hóa 10 11 17 18 19 25 26 27 33 34 35 41 42 43 12 20 28 36 13 21 29 37 14 22 30 38 15 23 31 39 16 24 32 40 44 45 46 47 48 49 Bảng Kết tối ưu hóa Thơng số Chiều dày phần mũi vỏ giáp Góc nghiêng phần mũi vỏ giáp Chiều dày phía sau vỏ giáp Chiều dày thành bên vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Góc nghiêng phía hai bên sườn vỏ giáp Giá trị 25 mm 10o mm 14 mm 75o 65o Kết tối ưu hóa thơng số tính tốn thiết kế thể bảng bảng Kết mơ hình 3D xe thiết giáp xe thiết giáp sau tối ưu hóa thiết kế vỏ giáp hình thơng số tính tốn thiết bố chung xe sau thiết kế bảng Xếp hạng Lai 0,8 Một ví trí 0,9 1e-10 Hình Mơ hình hóa 3D mẫu xe thiết giáp thiết kế Trang 382 HỘI NGHỊ KHCN TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC NĂM 2017 Ngày 14 tháng 10 năm 2017 Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Bảng Kết tính tốn thiết bố trí chung Thông số Khối lượng tổng cộng Khối lượng phân bố lên cầu trước Khối lượng phân bố lên cầu sau Mơ men qn tính theo trục x Mơ men qn tính theo trục y Mơ men qn tính theo trục z Chiều dài sở Khoảng cách từ tọa độ trọng tâm đến tâm cầu trước Khoảng cách từ tọa độ trọng tâm đến tâm cầu sau Chiều cao tọa độ trọng tâm Kết luận Giá trị 12142 kg 4617 kg 7524 kg 5,2.10 Nm 1,8.10 Nm 2,0.10 Nm 4,4 m 2,725 m 1,675 m 1,2 m Bài báo xây dựng phương pháp tối ưu thiết kế vỏ giáp xe thiết giáp thiết kế sát-xi ô tô theo phương pháp di truyền Với việc áp dụng phương pháp giúp cho việc xác định tối ưu hóa thông số thiết kế vỏ giáp đảm bảo yêu cầu khả bảo vệ vỏ giáp sử dụng hết khối lượng cho phép sát-xi ô tô chọn để thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đức Lập (1999), Cơ sở kết cấu ôtô quân xe bọc thép bánh hơi, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội В.А Григоряна (2007), Защита танков, Издательство МГТУ им Н.Э Баумана, Москва Vũ Đức Lập (2004), Sổ tay tra cứu tính kỹ thuật Ơ tơ, Học viện Kỹ thuật Qn sự, Hà Nội Texas Armoring Corporation Armored Vehicle Protection Levels, truy cập ngày 10/06/2016, trang Nguyễn Văn Luận (1996), Kết cấu tính tốn xe tăng - thiết giáp Tập 1, Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hà Nội Nguyễn Khắc Trai (2006), Cơ sở thiết kế ôtô, Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải, Hà Nội S.N.Sivanandam S.N.Deepa (2008), Introduction to Genetic Algorithms, springer Miilux Miilux Protection 380/400/450/500 Datasheet, truy cập ngày, trang web http://www.miilux.fi/armouringsolutions/?lang=en OPTIMIZED DESIGN FOR ARMOR OF ARMORED VEHICLE DESIGNED ON CHASSIS OF MILITARY VEHICLE ABSTRACT Armor is one of important part of armored vehicle, because it protects people and equips form enemy weapons When design the armor should ensure the required technicals However, the required technicals are interrelated, so need to choose armor design parameters to ensure the required technicals This article introduces a method for optimized design parameters of armor of armored vehicles that designed on military chassis to ensure Ketywords: optimized, armor, armored vehicle, Genetic Algorithms Trang 383 ... định tối ưu hóa thông số thiết kế vỏ giáp đảm bảo yêu cầu khả bảo vệ vỏ giáp sử dụng hết khối lượng cho phép sát- xi ô tô chọn để thiết kế TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đức Lập (1999), Cơ sở kết cấu tô quân. .. thước vỏ giáp mẫu xe thiết giáp thiết kế sát- xi ô tô Ural 43206 [2] Bảng Các kích thước vỏ giáp Thơng số Chiều dài vỏ giáp Chiều rộng vỏ giáp Chiều cao vỏ giáp Chiều dài sở xe sở Giá trị 7,6... hai bên sườn vỏ giáp Giá trị 25 mm 10o mm 14 mm 75o 65o Kết tối ưu hóa thơng số tính tốn thiết kế thể bảng bảng Kết mơ hình 3D xe thiết giáp xe thiết giáp sau tối ưu hóa thiết kế vỏ giáp hình thơng
Ngày đăng: 31/12/2017, 23:39
Xem thêm: