拨弹轮齿数对供弹运动的影响分析

为保证炮弹在动态交接过程中炮弹速度的平稳性和交接的准确性,分析供弹交接单元中拨弹轮齿数对炮弹交接过程的影响。以某小口径自动机无链供弹系统为例,建立供弹交接单元的动力学模型,对拨弹轮在不同齿数情况下进行炮弹交接仿真分析,得到炮弹速度曲线图,并分析了炮弹与拨弹轮之间的碰撞力。仿真结果表明：拨弹轮齿数的不同对炮弹在不同单元之间的交接有直接的影响,当前后交接单元齿数相同时,炮弹交接速度最平稳可靠。随着供弹速度的不断提高,炮弹与拨弹轮之间的接触力也不断增大。     

拨弹轮齿数对供弹运动的影响分析

为保证炮弹在动态交接过程中炮弹速度的平稳性和交接的准确性,分析供弹交接单元中拨弹轮齿数对炮弹交接过程的影响。以某小口径自动机无链供弹系统为例,建立供弹交接单元的动力学模型,对拨弹轮在不同齿数情况下进行炮弹交接仿真分析,得到炮弹速度曲线图,并分析了炮弹与拨弹轮之间的碰撞力。结果表明,拨弹轮齿数的不同对炮弹在不同单元之间的交接有直接的影响,当前后交接单元齿数相同时,炮弹交接速度最平稳可靠。随着供弹速度的不断提高,炮弹与拨弹轮之间的接触力也不断增大。     

小口径舰炮弹箱供弹结构设计与仿真分析

针对某速射炮的供弹需求,设计了新型的弹箱式供弹机构,介绍了弹箱式供弹的结构原理,计算了弹箱结构中传动系统的速比关系,理论计算并合理分配速比关系,可以实现弹箱供弹在交接单元处的顺利交接。建立了弹箱供弹结构中交接单元的虚拟样机,对交接单元进行了动力学与运动学仿真分析,仿真结果表明弹丸在交接过程中运动平稳,所受冲击力很小,实现了顺利交接。提出的新型弹箱供弹结构及传动系统速比关系计算方法,对小口径舰炮供补弹结构设计及仿真分析具有一定的参考价值。     

某无链供弹装置的仿真与试验

为了提高供弹装置各运动构件的可靠性,对某无链供弹装置进行建模进行研究。通过ADAMS软件建立无链供弹装置的运动学及动力学方程,以2发弹的仿真曲线为例进行多发炮弹与闭合弹链运动交接的仿真分析,得到弹丸位移、加速度等参数曲线,并通过激光位移传感器进行系统测试。测试结果表明,供弹机构的动态特性明显,对供弹机构可靠性的进一步提高及结构的改进提供了参考。     

弹壳有序回收无链供弹装置动力学仿真分析

针对某小口径高射速自动炮在特殊环境下对供弹系统的空间布置需求,提出一种可实现弹壳有序回收的交叉螺旋无链供弹系统方案。建立交叉螺旋无链供弹装置的3维模型,运用多体动力学仿真软件建立无链供弹装置的虚拟样机模型,仿真分析其在4 000发/min射频下的供弹交接和弹壳回收运动规律。仿真结果表明：28发炮弹交接时轴向速度为0,轴向位移保持不变,供弹交接和弹壳回收过程平稳通畅,供弹系统结构可靠合理;该方案满足某型自动炮的设计需求,可为相关无链供弹系统的研制提供参考依据。     

某火炮炮弹链装弹过程数值模拟

为解决某口径火炮现有弹链装弹装置自动化程度低、结构尺寸大的问题,提出了一种压入式的弹链装弹方案。为了验证结构设计的合理性,采用理论计算方法对装弹力进行了计算,在此基础上,使用多刚体动力学仿真软件建立了弹链装弹装置的刚柔耦合模型,对弹链装弹全过程进行了仿真分析,得到了水平和竖直装弹力分别为750 N和110 N,与理论计算相近。对限位板与炮弹间隙对装弹过程的影响,以及不同装弹速度下的炮弹和弹链运动特性进行了分析,最终选定限位板与炮弹之间的间隙选定为1 mm,拨弹轮组件转速为90 r/min。通过理论计算和仿真的结果,开展了样机的试制工作,实践结果表明,提出的方案能满足弹链装弹自动化的要求,装置质量为7 kg,工作状态的尺寸为410 mm×450 mm×600 mm,结构尺寸较小,各机构运动灵活,总体上满足指标要求。     

某高射速航炮供弹系统数值仿真分析

针对一种高射速航炮供弹系统工作时因卡弹造成航炮停射的现象,研究其故障原因。分析工作时局部弹带运动特性,基于复杂铰链连接的多刚体弹带模型编程建立数值仿真模型,仿真得到弹带尾部炮弹运动规律,与真实实验数据基本吻合。仿真分析结果表明：弹带尾部炮弹运动过程中垂直于运动方向的加速度过大,尾部炮弹存在摆尾现象导致供弹阻力增大,从而造成系统卡弹故障。     

某迫击炮装弹下滑过程流场仿真分析

迫击炮采用炮口装填,装填过程中迫弹在重力作用下下滑,使基本药管与膛底的击针相撞而发火。迫弹下滑的速度与炮弹定心部和膛内壁的间隙大小相关,间隙过大,火药燃烧的一致性变差,炮弹出炮口的初始扰动增大,因此弹丸散度将加大;间隙过小,一方面不能保证在小发射角时的击发动能,另一方面无法保证发射射速。采用Fluent流场分析软件研究了迫击炮弹、炮间隙对装弹中下滑过程的影响,对几种不同间隙和射角状况下弹丸下滑过程的流场和弹丸运动规律进行了仿真分析,并开展了相关的讨论。     

偏离运动仿真在供弹机构故障分析和优化设计中的应用

为了解决高射速自动炮供弹机构故障诊断的难题,以某供弹机构为研究对象,研究了偏离运动仿真在供弹机构故障分析中的应用方法,通过建立某高速供弹机构动力学仿真模型,采用偏离运动仿真技术,复现了自动炮供弹机构的故障,分析了故障原因,并以拨弹轮的初始定位角为偏离变量,以供弹过程中炮弹运动速度最平稳为优化目标,优化了各拨弹轮的初始定位角度。结果表明,经过优化的供弹机构,供弹过程平稳、供弹阻力小,证明了偏离运动仿真方法的可行性,为此类供弹机构的故障分析和优化设计提供了一种有效的分析方法。     

同旋向供弹单元设计与仿真优化

同旋向供弹单元结构紧凑,更适合应用于对空间布局有特定要求的无链供弹系统中。为了最大程度降低同旋向供弹过程中炮弹的速度变化量,分析了同旋向供弹单元设计输入参数,以某自动机供弹系统中的同旋向供弹单元为例,建立了动力学分析模型,根据工程设计特点,进行了多输入参数的仿真分析,分析过程及结果对无链供弹系统的优化设计提供了一定的参考。     

基于ALE方法的弹性圆柱壳入水时的流固耦合模拟

为了获得头型及材料弹性对圆柱壳入水过程中头部变形、压力分布、入水空泡形态及入水运动状态的影响,采用ALE方法,基于有限元软件ANSYS\LS-DYNA,对平头、120°锥角、90°锥角弹性圆柱壳的入水过程进行了数值模拟,对平头弹性圆柱实体和平头刚性圆柱壳进行计算,并对模拟结果进行对比。结果表明:入水过程中空泡直径随着锥角的增大而增大,锥角越大,圆柱壳上表面的变形越大,最大变形出现的时间越早:平头弹性圆柱壳在0.1 ms时出现最大变形0.84 mm,120°锥角弹性圆柱壳在0.3 ms时出现最大变形0.54 mm,90°锥角弹性圆柱壳在0.5 ms时出现最大变形0.43 mm; 下表面受到的压力越大,圆柱壳的速度衰减越快; 平头圆柱壳下表面的变形与振动频率大于上表面; 上表面的变形是由惯性引起的,下表面的变形是由流体冲击力引起的。     

火箭发动机与尾翼座共用尾翼结构在高膛压火炮膛内间隙影响因素

针对高膛压火炮发射时张开式尾翼座的膛内间隙影响因素及变化规律,基于有限元分析软件LS-DYNA对弹尾采用共用尾翼结构的典型增程类弹药膛内过程开展数值模拟。获得弹丸膛内每时刻的动力学响应,其中出炮口速度、转速与试验数据吻合较好。分析了共同尾翼结构中发动机壳体在不同屈服强度和预紧力加载下膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量及各尾翼片与底座的间隙变化。结果表明：膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量在膛内先增大、后减小,与膛压-时间曲线趋势一致;发动机壳体轴向压缩量对间隙影响最大,在总压缩量中占比达78.2%;发动机壳体屈服强度降低至800 MPa时,共用尾翼结构弹性变形引起的总压缩量已超过尾翼与战斗部底座间隙,导致尾翼片磕碰底座;螺钉预紧力异常加载下各尾翼片与底座的间隙在膛内不再同步,间隙相差最大达初始间隙的17.3%,因此各尾翼片与底座磕碰时产生深浅不一的痕迹。该研究成果可为采用共用尾翼结构的增程类弹药在膛内结构强度故障预防及分析提供参考。     

风洞CTS试验并联装置的速度控制方法

为提高风洞捕获轨迹(captive trajectory simulation,CTS)试验中并联装置速度控制的精准度和实时性,针对CTS试验中并联装置的非线性和耦合性特点,提出一种基于并联装置运动学模型的速度控制方法.该方法以该并联装置的位置、速度量化关系为基础,通过在速度控制闭环中引入补偿量,用于并联装置运动速度的解耦和消除位置累积误差.仿真与风洞试验结果表明:该速度控制方法能够达到CTS试验使用要求;在准确、高效地实现并联装置速度控制的同时,还消除了位置累积误差,原理简单,易于实现.     

Al/AgO电池鱼雷发射管内强制对流耦合传热数值模拟

为分析鱼雷发射失效后Al/AgO电池在发射管中的热安全性，基于计算流体力学方法，应用计算流体力学软件FLUENT，对鱼雷发射失效后Al/AgO一次电池激活情况下管内强制对流耦合传热进行了数值模拟。考虑了电解液与鱼雷壳体、鱼雷壳体与发射管内海水的对流耦合换热，得到了电解液的温度变化规律以及鱼雷壳体和发射管体上的温度分布规律。仿真结果表明，电池内温度随时间的变化逐渐升高，其最高温度可达107．5℃。     

火炮补弹机构输弹器的数值仿真分析

为满足现代技术和战争形势对自行火炮的发展要求,确保其快速准确补弹,对火炮补弹机构输弹器进行数值仿真分析.以某型火炮补弹机构为研究对象,基于火炮补弹机构输弹器本身的特点和承载特性,在力学分析基础上利用有限元法对火炮补弹机构输弹过程中的该装置的运动情况进行了数值仿真,使用RecurDyn软件进行动力学仿真,并使用ANSYS WOEKBENCH有限元软件进行静力学分析.仿真结果表明:该装置能够快速地将弹药补给车中的弹丸输送到火炮内的自动弹仓中,满足输弹机性能的要求,可为火炮补弹机构输弹器设计提供技术支撑.     

半穿甲弹侵彻过程中壳体强度的数值分析

采用显式动力分析软件ANSYS/LSDYNA3D,对半穿甲子弹正侵彻中厚钢板进行了数值仿真.通过对子弹侵彻能力和壳体结构强度的计算分析,得出了子弹的适宜速度范围.计算结果对于子弹结构优化设计具有一定的参考价值.     

枪管强度的理论计算与数值计算的误差分析

针对现有文献对枪管强度计算的误差分析缺乏研究的问题,笔者将给出枪管强度计算的误差来源及提高求解精度的方法。笔者基于Abaqus软件对某枪管强度进行数值计算,并采用最大线应变准则、最大切应力准则和第四强度理论进行计算,将理论计算结果与仿真结果进行对比,并给出了离散误差和数值误差对计算结果的影响。仿真结果表明：采用第四强度理论作为枪管设计和校核的理论依据较为合理,采用C3D8I单元类型计算结果比C3D8R单元类型计算结果更加逼近第四强度理论计算结果。     

钝感HNS-IV 炸药飞片冲击起爆数值仿真

为获得HNS-IV在飞片冲击下的窄脉冲宽度的起爆特性,使用Lee-Tarver点火增长模型和有限元分析软件,对不同直径、厚度的聚酰亚胺飞片撞击HNS-IV炸药过程进行数值模拟.按照试验装置的设计方案,建立数值模拟模型,对不同直径、厚度飞片冲击起爆HNS-IV炸药的机理及影响规律进行分析.仿真结果表明:在飞片厚度一定的条件下,飞片直径增大相应的引爆阈值压力和引爆阈值速度减小;在飞片直径一定的条件下,随着飞片厚度的增加,炸药的引爆阈值压力和引爆阈值速度减小;随着炸药密度的降低,炸药阈值引爆的飞片速度也随之减小.对于HNS-IV炸药,计算所得引爆阈值压力和脉冲持续时间经拟合后所得曲线满足constnpτ=的判据,确定其临界起爆能量.