大口径火炮弹丸挤进过程坡膛动力响应分析

建立了大口径火炮的弹丸身管耦合系统显式非线性有限元模型,对弹丸挤进过程中坡膛的动力响应进行了分析,并针对大口径火炮使用中出现的阳线损伤问题进行了深入探讨.结果表明:坡膛和导向部过渡段应力集中严重,接近身管材料屈服极限;初始装填角和装填不到位对身管应力的大小影响不大,但初始装填角增加了身管应力变化的不确定性;弹炮间隙导致身管应力减小;弹丸装填不到位导致的加载速率增大是出现阳线损伤的主要诱因之一.     

身管膛线类型及其动力学影响研究

为了比较火炮身管等齐膛线、渐速膛线和混合膛线之间的动力学响应差异,采用动力学分析方法分析了身管膛线导转侧力、膛线约束下的弹丸轴向加速度,以及不同身管膛线条件下的炮口振动响应的变化规律.结果表明,在弹丸出炮口位置附近,等齐膛线导转侧力最小,渐速膛线导转侧力最大;等齐膛线导转侧力曲线光滑,而混合膛线导转侧力变化剧烈、曲线载荷梯度非常大;当弹头刚露出炮口时,混合膛线导转侧力突变范围达3倍之多,混合膛线约束下的弹丸轴向加速度在炮口附近有突跳;与等齐膛线相比,混合膛线引起的炮口绕身管轴线转动角速度和角加速度分别增加了92.7%和367.5%.等齐膛线有利于弹丸膛内平稳运动,有利于减小炮口振动响应.     

电力系统频率稳定及其统计特性的研究

为了研究电力系统连锁故障发生的机理及相应的预防和控制措施,提出一种简单而实用的确定性模型以分析连锁故障中的短期频率动态行为,同时也充分考虑了机组频率保护、低频减载装置以及元件切除时间的随机性对频率动态的影响.对某实际系统进行了仿真研究,验证了模型的演化过程符合自组织临界特性.分析了不同的频率模型、起始扰动规模、旋转备用以及低频减载方案对频率动态过程、停电规模及其概率的影响,仿真结果表明,一次备用、较大的起始轮次切载量、一定的旋转备用有助于降低发生频率崩溃的风险.     

轴偏角对半挂汽车列车转弯及行驶通道宽度的影响

通过对半挂汽车列车最小转弯半径和转弯通道宽度的理论计算与计算机仿真,研究了半挂汽车列车转弯行驶特性以及轴偏角对半挂汽车列车转弯行驶的影响,最后得出轴偏角存在条件下,半挂汽车列车转弯行驶通道宽度计算的方法.轴偏角的存在使得牵引车与半挂车车体中心线夹角增大,增加了半挂汽车列车的车宽,使半挂汽车列车转弯行驶通道宽度增加,严重影响道路交通安全.     

塔式起重机运动惯性力引起货物摆动特性分析

塔式起重机机构运动容易引起货物摆动,降低了起重机的工作效率和安全性。通过分析机构运动惯性力引起的货物摆动特性,可为有效消除塔式起重机货物摆动提供控制理论和方法。文章根据Lagrange-Euler运动方程,建立塔式起重机动力学模型,推导了惯性力引起的货物摆动角度、角速度及货物摆动中心线倾斜角度的计算公式,通过实验仿真分析其摆动特性,并对机构运动惯性力引起的货物摆动最大角度进行估算。结果表明:塔式起重机变幅机构和回转机构运动惯性力使货物产生空间摆动;货物运动惯性力、离心力和科氏力的共同作用使摆动中心线发生倾斜,偏离了原来的平衡位置;货物运动的离心力和科氏力进一步加大了空间摆动的幅值。     

径向非均质黏性阻尼土中管桩纵向振动特性

为分析施工扰动对管桩纵向振动特性的影响,发展建立了基于复刚度传递径向多圈层平面应变模型黏性阻尼土中管桩-土体纵向耦合振动模型.利用拉普拉斯变换和径向复刚度传递,得到桩芯土与桩身界面处的复刚度,并利用桩土界面上位移连续、力平衡条件推导得出桩顶动力阻抗的解析解,通过进一步参数化分析分别探讨桩长径比、桩内外径比、桩身弹性模量、土体黏性阻尼系数、桩周土施工扰动程度和扰动范围对桩顶纵向振动特性的影响规律.结果表明:管桩桩长增加使得桩顶动力阻抗曲线振幅和共振频率降低;桩芯土体对桩体可以起到减震作用;桩顶动刚度和动阻尼曲线振幅随施工引起桩周土软(硬)化程度增加而减小(增大);管桩桩顶动力阻抗振幅水平随施工扰动引起桩周土体软(硬)范围增加而增大(减小),此种影响仅在近桩小范围内较为明显,超出该范围即大幅衰减至稳定;当施工扰动较明显时,在管桩纵向振动特性分析中宜考虑此种桩周土体径向非均质性的影响.     

任意射角弹丸卡膛姿态测试原理及其应用

为了解决火炮任意射角弹丸卡膛姿态高精度、高可靠性测试关键技术,基于PSD激光成像测试原理,提出了弹丸卡膛姿态测试方法.以反映弹轴姿态角的激光器固定在弹头、探测器固连到炮口以接收弹头激光信号、并同时测试身管弯曲变形以修正测试结果.研制了弹丸卡膛姿态测试系统,实现了火炮任意射角弹丸卡膛姿态测试,完成了某火炮弹丸卡膛姿态规律实验研究.结果表明,所选火炮弹丸卡膛姿态规律表现为高低以低头输弹、左右基本呈现对称输弹、弹丸前定心部接触膛线后摆动约1周后卡膛,卡膛姿态角度最大值均小于5′.提出的测试方法和研制的测试系统通过了实际火炮工程应用验证,满足工程应用要求.     

竖通道内液体燃料燃烧形成的旋转火焰特性

为了掌握有侧开缝的竖通道内液体燃料燃烧所形成的旋转火焰特性,分别利用实验与基于液体火源的LES数值模拟技术对以正庚烷液体为燃料,在200 cm高的竖通道内所形成的旋转火焰热流场进行了研究．在确定了数值模拟有效性的基础上得知:在各个高度处,通道内边侧的切向速度绝对值保持在100 cm／s左右;在60 cm高度时,由火焰中心向通道壁面方向,切向速度先迅速增大再逐渐降低至100 cm／s,而在120 cm高度以上时,切向速度仅有逐渐上升过程;由火焰中心向通道两侧方向,旋转科氏力与浮力之比值的变化规律均是先逐渐增大,而后又逐渐降低,最大比值发生在火焰外侧位置;相比浮力,旋转科氏力对通道下半部分流场的影响较大,影响程度随着高度的增加而减弱;通道内旋转火焰热流场的最大轴向速度约为最大切向速度的2倍．     

固定鸭舵双旋弹角运动特性与控制稳定性研究

为深入理解固定鸭舵双旋弹的弹道修正力学本质,对固定鸭舵控制下的角运动特性和控制稳定性进行了研究。依据弹箭外弹道学知识,建立固定鸭舵双旋弹的复攻角运动方程,推导出起控后舵面控制力项对应的特解以及由此产生的起始扰动项对应的通解表达式,从理论上阐述了固定鸭舵起控后双旋弹复攻角运动是由复动力平衡角、复控制平衡角的强迫角运动和舵控起始扰动产生的自由角运动综合构成的运动,基于此提出了固定鸭舵双旋弹的控制稳定性条件,并通过求解舵面控制力和复扰动攻角引起的复偏角运动,分析了固定鸭舵双旋弹弹道修正的力学本质。控制固定鸭舵在不同滚转角方位时的弹道数值计算结果表明,理论推导的角运动解析解与数值解在频率和幅值上基本吻合,验证了本文推导的复攻角运动方程及其解析解和建立的控制稳定性条件合理可行,为该类弹丸的研制提供了理论依据与设计参考。     

将2V-6/8空压机改造成2V-6/8减振型空压机

本文分析了2V-6/8空压机的振动及振动产生之根源,并对机器的一、二阶往复惯性力和旋转惯性力进行了计算和平衡.为了对比一、二阶往复惯性力的影响,对只平衡一阶往复惯性力和全部平衡一、二阶往复惯性力后机器的振动分别进行了测定,将测定数值进行了烈度计算,并将其与原始条件下的烈度进行比较,从而肯定了平衡二阶往复慢性力的必要性,纠正了以往认为二阶往复惯性力很小不必考虑平衡的片面认识.该机在成为减振型以后,可望配以隔振垫等,成为移动式无基础空压机.     

反坦克导弹初始段弹道分析

以弹道学和导弹飞行力学为依据，对反坦克导弹初始段弹道的初速、射角及稳定性进行了分析计算，提出了提高反坦克导弹初始段弹道稳定性及如何改善初始段的弹道散布的方法。     

转管机枪开闭锁系统的总体分析设计

目的　探讨转管机枪机心组开闭锁系统的分析设计 ,并保证其布置合理 ,结构简单 ,动作可靠 .方法　在优化机心匣凸轮曲线的基础上 ,通过合理分析机心在开闭锁运动时的回转角 ,确定开锁臂和闭锁臂位置及长度来设计开闭锁系统 .结果　设计出了能满足要求的机心组开闭锁系统 .结论　该方法可用来指导转管武器的机心组开闭锁系统设计     

Super-High Initial Velocity Mechanism of Bullet Propulsion with Adaptive Pressure-Maintaining Chamber

To deal with the problem that the initial velocity of the bullet is difficult to increase, the research on the super-high initial velocity propulsion in the barrel weapon with an adaptive pressure-maintaining chamber are conducted. Considering the law of gun-powder burning and the flow characteristics of gun-powder gas in multi-chamber, the scheme of super-high initial velocity propulsion with an adaptive pressure-maintaining chamber is designed, the ballistic model of the barrel weapon with super-high velocity bullet propulsion is established. The research results show that the technical scheme can greatly increase the initial velocity of the bullet with the peak pressure keeping nearly the same as the tradition barrel weapon. The research results can provide a theoretical foundation to significantly increase the initial velocity in barrel weapons using solid propellants, and have an important reference value to comprehensively increase the power of the barrel weapons.     

一种天幕靶用弹丸信号自动识别电路

天幕靶在使用中，经常受到蚊虫、飞鸟以及冲击波和光电器件随机噪声的干扰而输出误信号．文中提出一种自动识别弹丸信号的逻辑电路，利用飞行物和干扰源穿过天幕靶视场所产生信号宽度的不同，自动识别出弹丸信号．电路的输出端仅输出弹丸信号，蚊虫、冲击波、随机干扰等非弹丸信号被滤除掉．设计的电路能同时滤除比弹丸信号宽度短和长的两类信号，短信号和长信号的宽度可以预先设置，并有电路工作选择端．设计的电路在CPLD芯片上实现．经在天幕靶上使用验证，电路工作可靠，提高了天幕靶的稳定性．     

材料、工艺与枪炮身管寿命

本文从材料角度探讨研究影响枪炮身管射击寿命的因素。分析指出,改善身管用钢的韧性,能够提高身管的疲劳寿命;改善钢的热强性,能够提高中、小口径速射武器身管的烧蚀寿命。钢的强韧化研究成就,为改善身管用钢的这些力学性能提供了理论基础和简易途径。     

天幕靶灵敏度标定方法研究

天幕靶探测灵敏度是天幕靶重要的性能指标,目前使用的天幕靶灵敏度标定方法和表征参数不能准确的表征天幕靶的灵敏度.分析了天幕靶的工作原理和灵敏度机理,给出了光学镜头参数、被测弹丸长度与灵敏度之间的关系公式,提出了一种用小口径弹丸标定灵敏度的方法,推导了倍弹径数标定修正公式.通过气枪弹试验验证,研究的标定方法可行,给出的倍弹径数对实际使用具有明确的指导意义.     

靶体材料叠层顺序对抗卵形头弹冲击性能影响

为研究靶体材料及结构对其抗撞击特性的影响,利用一级轻气炮系统进行卵形头弹正撞击靶体试验.通过改变靶体材料及结构,分析靶体在不同撞击条件下的弹道极限及失效模式.靶体包括单层靶、相同材料板组成的等厚双层靶,以及不同材料板组成的等厚双层靶,靶体总厚度相等.利用高速摄像机获取弹体撞击速度数据和弹道姿态图像,基于实验数据建立各种结构靶体的初始-剩余速度曲线,进而计算获取靶体的弹道极限速度.通过分析靶体的弹道极限及面密度,从抗撞击效率方面揭示靶板的叠层顺序对其抗撞击性能的影响规律及机理.试验结果表明:单层靶板的抗撞击性能高于等厚度的双层靶板;靶板的叠层顺序对混合双层靶抗撞击性能存在影响,硬板在前软板在后排列能够提高靶体的抗撞击性能,并且这种差异随弹体初始速度的增加而减小.此外,铝合金靶体单位质量的抗撞击效率高于钢靶体.     

Effect of rifle bullet parameters on the penetration into ballistic gelatin

To understand the effects of the rifle bullet parameters on the bullet-gelatin interaction quantitatively, a finite element model of bullet penetrating gelatin was set up and computational results are compared with experimental ones. The penetration of the rifle bullet into the gelatin was simulated by the nonlinear finite element method. The quantitative analysis of the changes in the gelatin interaction with the rifle bullet were conducted by changing the bullet parameters, such as attack angle on gelatin, initial velocity, warhead's tip and location of mass center of bullet. Results demonstrate that with the increase of the attack angle, instable moment of the bullet moves forward,the length of narrow wound channel shortens,and when penetration is completed diameters of temporary cavities increase, the gelatin energy and energy transmission ratio increases; With the increase of the impact velocity, instable moment of the bullet moves forward, the maximum forces acting on the gelatin and the gelatin energy increase remarkably; the length of narrow wound channel shortens, diameters of temporary cavities increase when penetration is completed, the gelatin energy and energy transmission ratio increase; The warhead's tip and location of mass center have a influence on the instable moment of the bullet and length of the narrow wound channel. The instable moment delays and narrow wound channel increases when the warhead's tip flattens. The instable moment moves forward a little and the narrow wound channel shortens a little when location of mass center moves back.     

双35mm牵引高炮系统内弹道反设计计算及评价意见

本文在普通内弹道理论基础之上,分析研究了大剂量钝感发射药的燃烧规律,建立了对应的燃烧速度模型。并编制了相应的计算机程序.对双35mm 高炮系统的内弹道计算结果表明:本文所提出的内弹道理论模型和计算方法简单;计算结果与实验数据基本符合.因此,可以用于钝感火药的理论计算.根据计算结果的分析,本文还给出了引进的双35高炮内弹道设计评价意见.     

超高射频武器内弹道数值仿真

根据超高射频武器发射的基本原理,提出了一种可以解决火药燃气密封和弹丸药柱强度问题具有纵向尺寸小的新型装药结构--串联预装填系统,以此为基础根据经典内弹道学建立了内弹道数学模型,运用Matlab7.1语言编程,对内弹道过程进行了数值仿真,分析了射击频率的变化对内弹道性能的影响规律:非耦合时主要是由于各发弹在枪管中的物理位置不同而导致最大膛压和弹丸出枪口点速度有所变化,弱耦合时是由于弹前阻力对内弹道性能起主要作用而导致最大膛压和弹丸出枪口点速度有较大的变化.