舰炮抽壳机构抽壳过程仿真分析

针对舰炮抽壳机构的结构特点,建立了抽壳机构的有限元动力学仿真模型;得到了抽壳力随时间的变化曲线和药筒速度随时间的变化曲线;分析了抽筒模板位置变化对药筒速度的影响。分析结果表明,随着抽筒模板的下移,药筒速度会逐渐减小,下移幅度小于3mm时,药筒速度减小的幅度不大,不会影响抽壳效果;下移幅度大于3mm时,药筒速度大幅度减小,严重影响抽壳质量甚至无法抽出药筒;抽筒左右位置的的变化对药筒的速度影响较小,不会影响抽壳质量。     

楔式炮尾火炮改变抽壳速度方法的研究

由于药筒制造工艺的误差,每次火炮发射后药筒和药室间的摩擦力不同,使得抽壳阻力也不同,这会对抽壳速度有着不同的影响。以虚拟样机ADAMS为平台,建立了某大口径火炮的抽壳动力学模型,建模时采用三段函数的方法拟合药筒受到的摩擦力,研究药筒与药室间摩擦力对抽壳速度的影响关系。在此基础上研究了3种可以改变抽壳速度的方法,通过这些方法,可以找到合适的抽壳速度,既完成抽壳动作,又不至于使药筒速度过大,落到地面造成过大的反弹。研究结果可以为后期寻找最优抽壳速度提供一定的参考,为全炮动力学提供一定的借鉴。     

基于CCAE的药筒抽壳性能的影响因素分析研究

为了解决大口径火炮药筒在射击时存在卡壳或者抽壳困难的问题,采用药筒划分不同区域的办法,对不同钢材、不同温度以及同一钢材不同材料参数这3种工况进行有限元仿真计算。结果表明药筒口部和药筒斜肩部抽壳力的占比较多;不同钢材对药筒抽壳力有一定的影响,其中30#钢相比20#钢、45#钢而言更容易抽壳;依据实验要求更换钢材材料参数,计算得出的抽壳力相比修改参数之前下降约50%左右,效果十分显著;温度升高对应的抽壳力也就越大,温度对抽壳的影响不可忽视。因此,在设计中应合理地在不同分区采用不同材料,确保更换材料参数可以降低药筒口部和药筒斜肩部的抽壳力,同时降低药筒温度,从而顺利抽壳。     

某自动武器弹性抛壳过程仿真分析

为研究某自动武器弹性抛壳机构的工作可靠性,通过建立其虚拟样机模型,借助于多体动力学分析软件ADAMS,对抛壳过程进行了动力学仿真分析,得到了不同抛壳挺簧力、不同自动机后坐速度对弹壳运动状况的影响规律,对结果进行了比较分析,选出了最佳方案,为该机构的结构设计提供了理论依据.结果表明,在满足武器功能的前提下,适当减小自动机的后坐速度,增加抛壳挺簧力,可以有效提高弹性抛壳机构的工作可靠性.     

某自动榴弹发射器刚柔耦合发射动力学仿真

为研究某自动榴弹发射器射击时的动态特性,将弹链和枪架腿杆考虑为柔性体,运用ADAMS和ANSYS软件建立了该榴弹发射器的刚柔耦合动力学模型,确定了膛底压力、导气装置的气室压力、抽壳阻力、弹簧作用力等载荷参数,并验证了模型的可信度.在此基础上,研究了弹丸、枪管、自动机、复进簧和供弹机构等部件的动力学特性;分析了射角和自动方式对自动机运动特性的影响.仿真结果表明,该榴弹发射器结构设计合理,身管短后坐-导气式的混合式自动方式能够保证自动机在不同射角下完成各项动作,供弹机构工作可靠.     

读者之声

浙江丽水读者赵华问: 自动手枪与冲锋枪是怎样抛壳的? 弹壳从弹膛内被抛出去必须经过抽壳与抛壳两个动作,完成这两个动作的机构分别叫抽壳机构与抛壳机构,总称为退壳机构。退壳机构的结构因枪而异,它与闭锁机构和供弹机构相关。若枪机是纵向运动,枪机带动拉壳钩从膛内抽出弹壳,后退一定距离后,退壳挺(又叫抛壳挺)顶     

以色列.357in沙漠之鹰手枪

.357in沙漠之鹰手枪(见封面)是以色列军事工业公司的传统产品,多年来,一直作为运动手枪使用,由于性能可靠而引起多方的关注,现已作为军用型手枪。 该枪的独特之处是采用导气式自动方式和枪机回转式闭锁机构。枪管固定在套筒上,导气孔位于弹膛前端,套筒包容枪机。发射时,从导气孔导出的火药燃气通过套筒座上的通道至位于枪口下方的孔流入活塞筒,并推动活塞向后运动,活塞驱动套筒后坐,通过突笋的作用使枪机回转开锁,然后套筒与枪机共同后坐,完成抽壳、抛壳等动作后,在位于枪管下方的复进簧的作用下,套筒与枪机共同复进,枪机推弹入膛并回转闭锁     

某高速自动机不同工作模式条件下断裂底火运动轨迹分析

针对高速自动机抛壳过程中断裂底火与弹壳分离造成火炮停射的现象,对断裂底火运动轨迹进行分析.根据实际火炮抽壳过程工作原理,利用虚拟样机技术,对抛壳过程动力学方程进行分析,构建抛壳机构模型,计算接触发生时刻的各参数指标,并通过虚拟样机对抛壳过程进行仿真.仿真结果表明:炮闩速度大于17.6 m/s时,断裂底火与箱体、下抱弹钩、挡板撞击过程发生分离将造成底火入膛导致火炮停射.     

读者信箱

问:弹壳是怎么抛出枪外的?为什么抛得那么远? 浙江 诸暨 朱洪淼 答:将弹壳(或枪弹)从弹膛中抽出并抛出枪外是通过退壳机构完成的。退壳机构又分为抽壳机构和抛壳机构。将弹膛中的弹壳(或枪弹)抽出是由抽壳机构完成的;抛出机匣之外是由抛壳机构完成的。抛壳机构主要分为顶壳式、挤壳式、碰壳式和打壳式4种。应用最广泛的是顶壳式,如56式7.62mm冲锋枪所采用的就是顶壳式抛壳方式,其抛壳过程是:抽壳钩将弹壳(或枪弹)从弹膛中抽出一段距离后,抛壳挺撞击弹壳底缘的一侧形成力偶,使弹壳(或枪弹)抛出枪外。     

5.8mm/7.62mm模块化步枪运动特性匹配分析

不同口径步枪匹配问题是变口径模块化步枪系统研制需解决的关键问题。利用Adams软件建立了5.8 mm和7.62 mm变口径的模块化步枪数值仿真模型,通过与试验数据对比验证了模型的正确性。基于该模型进行了枪机框运动特性匹配、供弹匹配和抛壳匹配分析。引入了枪机框运动特性匹配度的概念,建立了枪机框运动特性匹配准则,根据该准则得到了合理的设计方案。结果表明：通过改变导气孔直径,可以基本实现枪机框运动特性匹配;改变供弹斜面的倾角和增加圆角,可以提高两种步枪弹供弹匹配性和稳定性;通过更改抛壳窗位置可以实现两种步枪弹抛壳匹配。     

枪械固定式刚性抛壳机构动作故障机理

聚焦枪械固定式刚性抛壳机构动作故障机制及其数学建模,利用失效模式和影响分析方法分析机构故障模式和影响因素,得到两大主控因素为抛壳速度和抛壳挺抛壳窗相对位置。构建了固定式刚性抛壳机构的数学模型,获得固定式刚性抛壳机构性能参数,并结合故障模式给出故障判据。以某小口径自动步枪的结构参数为例,针对主控因素进行故障边界分析,并进行试验验证。理论计算和试验结果表明：抛壳可靠性随着抛壳速度的增大而提高;抛壳窗位置变化存在显著的双向边界效应,主要表现为抛壳窗对于弹壳的“欠（过）约束”效应和弹壳与抛壳窗撞击点位置变化;弹壳向内回弹和弹壳二次撞击是造成卡壳故障发生的直接原因。     

基于单目视觉的火炮身管指向静态测量

为解决自行高炮(SPAAG)火控系统精度测试过程中身管指向测量这一难点问题,提出了一种基于单目视觉的非接触直接测量方法。将棋盘状平面模板作为标志物固定到火炮身管上,使之位于相机视场范围内,测量身管在任一位置的高低角与方位角。首先利用Harris角点检测方法提取到角点坐标,进行相机成像模型的解算(相机标定),得到相机的内参。然后根据多点透视（PnP）问题解的稳定性,结合最小二乘拟合算法得到相应位置的外参矩阵。最终根据身管的运动模型以及标志物与之的相对位置解算出身管的两个指向角。仿真和实验均验证了该方法的可操作性和准确性。     

传火孔检测模块设计

针对目前小弹弹壳检测功能中传火孔的检测成本较高的问题,提出一种低成本思路,设计一种传火孔检测模块.该模块用激光光源照射弹壳底部,在光电池上投射出光斑.光斑面积不同在光电池上产生不同的电压,将此电压放大并与标准电压比较,判定光斑面积是否符合工艺要求,从而判断弹壳的传火孔的完整性指标是否合格.结果表明:该模块符合功能要求,且成本低,已在多条国内小弹生产线及出口生产线上得到很好的应用.     

基于热力耦合有限元模型的弹带挤进过程及内弹道过程的仿真研究

为了更好地揭示弹带和身管的相互作用过程,建立了弹炮热力耦合有限元分析(FEA)模型,采用Fortran子程序结合显式有限元方法对挤进过程以及随后内弹道过程进行了数值模拟。计算结果和实验数据对比验证了热力耦合模型的准确性。仿真结果表明：采用经典内弹道模型时,次要功系数随时间变化并存在极值;在挤进过程中,弹带表层受热软化对内弹道过程有显著影响;对于药筒定装式炮弹,计及拔弹力可以提高挤进过程及随后内弹道过程的计算精度。     

某弹药发射自燃现象的原因分析

针对某轻武器在连续射弹60发后弹药在药室内自燃现象的原因分析.通过建立弹丸发射过程中含镀铬层身管和带漆层药筒的传热模型,选取药筒漆层厚度、身管与药筒紧密程度、药筒漆层破损状况3个关键因素进行传热分析.该研究证明了现有漆层厚度能保证弹药的安全性,说明弹药自燃主要原因是火药气体进入纵向气槽导致.     

基于温度修正的弹丸挤进身管过程摩擦模型

弹丸挤进身管过程中,弹带与身管之间的摩擦特性不仅对内弹道特性产生影响,而且影响对身管寿命的预测。在弹丸挤进过程中,弹带与身管之间的摩擦具有高速高接触压力特性。基于弹丸挤进过程中的弹带变形机理,提出一种新的描述弹带与身管之间摩擦特性的摩擦模型,该模型考虑了接触压力、滑移速度以及连发射击时温度升高导致弹带表层熔化的影响;建立热力耦合的弹炮匹配有限元模型,分析弹丸挤进过程弹带应力及温度变化,并与文献［24-25］提出的摩擦模型进行对比验证,研究弹丸挤进过程中的弹丸速度和弹带表层温度变化规律。结果表明：新的摩擦模型能够准确描述弹丸挤进过程中弹带与身管之间的摩擦特性。     

焊接药筒发射强度应力场分析

药筒的发射强度问题是药筒与身管之间互相接触的复杂的非线性问题。本课题采用大型有限元软件-ANSYS软件对发射药筒的发射强度进行分析计算，从而得到药筒的应力分布和危险截面。计算结果表明：药筒发射强度满足设计要求。     

车载火炮动力学仿真

火炮发射时，部件的弹性会影响炮口扰动的幅度，从而影响火炮射击精度。通过分析全炮的拓扑结构，在一定的简化基础上，根据固定界面动态子结构和拉格朗日方程进行柔体建模理论，利用ADAMS软件建立了车载火炮多柔体模型。在实际建模中，取身管、上架为柔体，其余部件仍取为刚体。考虑身管、上架的变形，对全炮进行了动力学仿真。研究了各个部件的弹性对火炮射击精度的影响程度。该动力学仿真可为车载火炮的总体设计和部件设计提供参考。