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。     

高速环形射流破碎雾化特性及动态喷雾模拟

在再生式液体发射药火炮(RLPG)中,液体射流破碎雾化过程影响到射流结构、液滴尺寸和速度分布等特性,是影响RLPG喷雾燃烧过程的关键因素之一.根据表面波破碎理论建立了RLPG环形喷孔高速液体薄膜破碎模型,并考虑了液滴的二次雾化过程.计算了液膜的破碎过程.计算结果表明,环形射流向喷嘴下游运动过程中内部空腔不断收缩,最终聚并成与圆柱形类似的射流向前运动,喷雾场前缘多为大颗粒液滴;在轴向某一固定位置,平均直径随时间逐渐减小并趋于一稳态值;在空间上平均直径随轴向距离的增加先减小后增大呈凹谷型分布.该模型的建立进一步完善了基于环形喷嘴的RLPG内弹道多维多相流数学模型.     

新型关节轴承式叠片联轴器

鉴于现有的叠片联轴器存在角不对中补偿能力小,对两轴线对中要求高等缺点,本文提出了结构独特的关节轴承式叠片联轴器.该联轴器采用关节轴承,使两轴线之间的角向补偿能力由1.5°提高到4°-6°,实现了角向补偿能力的突破,为叠片联轴器开辟了一条新的可发展空间.     

再生式液体发射药火炮喷嘴内空化流动研究

为研究再生式液体发射药火炮喷嘴内部空化效应对射流雾化的影响,针对常用喷嘴结构建立了Euler多相流模型和空化模型,研究了喷嘴内部的空化流动现象,分析了喷嘴结构形式、内部倾斜角和喷射压力对喷嘴内部空化流动与喷嘴出口流动状态的影响规律。结果表明:RNG k-ε湍流模型比k-ε湍流模型更适于分析喷嘴内的空化流动现象; 圆柱形和圆锥形喷嘴内部均发生空化流动现象; 增大圆锥形喷嘴倾角导致空化增强,气液掺混区域变大,但流动速度受阻; 大于10 MPa的喷射压力有利于形成稳定的空化流动。研究结果为优化喷嘴结构设计提供了理论依据,为进一步研究射流在燃烧室内的破碎、雾化、蒸发和燃烧过程提供了上游边界条件。     

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。     

低压射流辅助激光刻蚀加工工艺参数的数值仿真预测研究

低压射流辅助激光刻蚀加工过程中涉及到的加工参数较多,合理选取参数对加工效果的影响至关重要。针对低压射流辅助激光刻蚀加工的实际情况,建立了该加工工艺的热传导方程及有限元数值仿真模型。以碳化硅陶瓷的复合刻蚀加工为例,通过数值计算与实验结果的对比验证了数值仿真方法的可行性。在此基础上,介绍了采用数值仿真方法进行工艺参数对刻蚀截面形状影响预测研究的思路。为研究各参数对加工效果的影响或选择合适的加工工艺参数提供了一种快捷准确的方法。     

浮动自动机弹簧机构的改良设计

针对浮动自动机后坐力峰值大、变化不稳定的问题,设计一种实现浮动自动机受力近似恒定的弹簧机构,近似实现自动机后坐受力大小近似不变、方向恒定.从原理上分析了自动机后坐力为定值的可行性,创新地设计了一种凸轮槽式弹簧机构.先从理论上推导了改良机构实现浮动弹簧后坐力稳定的原理,再通过 ADAMS 完成改良机构的仿真分析,得到改良后自动机炮箱受力曲线图.仿真结果表明:改良设计后的浮动弹簧机构降低自动机受力峰值,而且受力方向保持不变.     

弹簧液压浮动自动炮浮动稳定性分析

浮动原理在自动炮上的应用,是减小自动炮后坐力的重要途径。本文对带弹簧液压浮动装置的炮身浮动式浮动自动炮进行了动力分析;并以此为基础,从使后坐力峰值最小的角度出发,导出了浮动炮设计时各主要参数与初始条件所应满足的匹配关系。文中还着重应用误差分析原理,讨论了浮动自动炮的浮动稳定性,并导出了浮动稳定性条件。     

液体发射药迫击炮内弹道建模及性能分析

为了将液体发射药技术应用于迫击炮,针对液体药侧喷结构,在考虑迫击炮基本装药燃烧过程,并计及活塞气室气孔对燃气的节流作用的基础上,建立了再生式液体发射药迫击炮内弹道模型。数值模拟了液体发射药迫击炮内弹道过程,分析了活塞气室气孔、喷射启动压力、喷射孔面积、液体发射药装药量等结构参数对迫击炮内弹道性能的影响,结果表明:活塞气室导气孔面积、喷射孔面积对各腔室的压力及弹丸初速影响较大; 液体发射药装药量对初速提高有明显作用,通过匹配系统结构参数及装填条件,在不增大最大膛压的同时可有效提高初速。该文所建模型将为液体发射药迫击炮结构优化和样机研制提供理论参考。     

再生式液体发射药火炮贮液室激波模型

在再生式液体发射药火炮喷射后期,贮液室普遍存在高频高幅压力振荡。由于活塞的运动扰动,经过一定时间贮液室中可能形成激波。基于特征线理论推导了特征线经固壁与活塞多次反射后激波形成模型,设计了计算流程图及给出了应用算例。数值计算结果与实验现象基本符合。此模型为预测不同结构再生式液体发射药火炮贮液室中激波的形成打下了坚实的理论基础,对探讨贮液室压力振荡产生机理具有一定理论意义。