低温感包覆火药装药的内弹道势平衡理论模拟

为了进一步研究低温感包覆火药装药的内弹道特征及其内弹道数值计算方法,运用内弹道势平衡理论,对制式装药和低温感包覆火药装药的势平衡点参数进行了比较。分析了低温感包覆火药装药势平衡点处燃去火药相对量ψE随装填密度变化的原因,并拟合了低温感包覆火药装药的实际燃气生成函数。在此基础上利用势平衡方程对内弹道过程进行了数值模拟。结果表明,计算曲线与实验曲线基本一致,应用内弹道势平衡理论描述低温感包覆火药装药的膛内燃烧规律可行。     

考虑化学反应的大口径火炮炮口流场特性

大口径火炮由于其装药元件复杂,装药量较大,发射过程中产生炮口冲击波及炮口焰的问题较为严重,容易对人员或设备造成损伤。为研究炮口焰的生成等炮口流场特性,以某155 mm 口径火炮为模拟仿真对象,针对射击过程中高速、高压、高温且与外界环境发生复杂的化学反应等特点,建立化学反应模型。同时,又考虑到弹丸射出过程中会与身管壁面产生微小扰动的现象,建立雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε湍流模型。根据所建立的炮口流场模型模拟在不考虑初始流场的条件下弹丸出炮口后炮口流场的形成及发展过程,数值分析结果清晰地展现了马赫盘、冲击波、入射激波等复杂的波系结构以及炮口焰,尤其是二次焰的产生过程。数值计算结果与实际试验结果进行对比,发现火球的形状及大小吻合度较高,误差不超过8%,为大口径火炮射击过程中降低炮口冲击波、烟、焰等有害现象提供了理论参考。     

双层包覆对超多孔发射药燃烧性能的影响

为进一步提高37孔发射药的燃烧渐增性,采用双层包覆工艺对37孔硝基胍发射药进行包覆。通过三维视频、扫描电镜、DSC及定容燃烧测试等方法研究了包覆效果、包覆层与基药的相容性、不同包覆层质量含量及包覆层层数对燃烧性能的影响。结果表明,双层包覆药厚度较为均匀;包覆层和基药相容性良好;在相同包覆层含量8%的条件下,双层包覆药的燃烧增面值较单层包覆药明显提高。双层包覆药的燃烧增面值ΔL随着外包覆层的增加呈先增后降的趋势,在内、外包覆层质量含量均为5%的条件下,燃烧渐增性最大,其ΔL值为0.1431 MPa~(-1)·s~(-1),相对于37孔基药,其燃烧增面值提高了43.53%。     

数字化装配环境下产品装配设计方案模糊评价

分析了产品装配设计与规划活动所涉及到的产品设计(装配设计)、制造(装配工艺)、服务(装配维修)和环境(无污染、易回收)等环节的特点,在此基础上利用数字化装配环境,从动态装配过程和静态装配环境两个方面对影响装配的众多因素进行分析和归类,建立了产品装配质量、时间、成本、维修、环境影响模型,给出了各评价指标隶属函数和权重的确定方法,利用模糊层次分析法对产品装配设计方案进行了综合评价.应用表明,该方法能为优选装配设计方案和改进设计提供决策支持.     

局部阻燃火药在模块装药中的作用

通过定容燃烧实验比较了含局部阻燃火药的模块装药中各装药组分及其混合装药的燃烧性能。结果表明,定容燃烧实验中局部阻燃火药的混合装药p-t曲线拐点处的相对已燃烧部分Ψe值随装填密度的变化而变化。通过不同装填密度的混合装药中止实验,分析了Ψe值变化的原因。由势平衡理论结合实验数据分析表明,Ψe值变化与实际模块装药火炮内弹道p-t曲线上势平衡点的相对已燃烧部分ΨE值变化相对应。在模块装药中,局部阻燃火药能起到调节膛压的作用。     

面向装配工艺规划的非稳定子装配体判别与装夹分析

针对装配工艺规划中大量存在的非稳定子装配体及其人工判断困难的问题，提出了非稳定子装配体的判别方法及其装夹方案的选择方法。分析了子装配体非稳定性的产生机理，提出了子装配体内部分离自由度分析模型的计算方法和运算规则，给出了子装配体非稳定性判定条件及其装夹零件的选择算法和选用原则。通过对子装配体的非稳定判别及装夹分析计算，不但可以提高装夹方案的制定效率和准确性，而且能发现子装配体中面向装配的设计错误。实例表明，该方法具有较强的实用性。     

双基发射药挤出式3D打印技术

为了研制复杂几何形状的发射药,采用双基发射药挤出式3D打印工艺,通过螺杆挤出式发射药3D打印机打印出方形、车轮形、星孔形和花边七孔双基发射药,对打印发射药的表面结构、尺寸均匀性、密度和力学性能进行表征。结果表明,打印发射药的表面较光滑、无明显瑕疵;花边七孔发射药的尺寸均匀性达到传统方式制备发射药的标准,车轮形发射药弧厚的尺寸均匀性较好,标准偏差为0.026 mm,相对标准偏差为0.92%;方形发射药的密度较高（1.567 g·cm^-3）,其他发射药的密度为1.549~1.559 g·cm^-3;打印填充路径为同心线（填充线方向与拉伸方向平行）和直线（填充线方向与拉伸方向垂直）的发射药试样的拉伸强度分别为14.467 MPa和10.789 MPa,前者与传统方式制备的发射药拉伸强度相当。实现具有弧度和角度的多种几何形状发射药的良好打印为复杂几何形状发射药的制备提供了基础。     

虚拟加工环境建模关键技术

提出一个虚拟制造系统的体系结构.针对实际加工设备的特点,将虚拟设备模型分为几何模型和仿真模型.重点研究了零部件几何模型的获取和实现方法,采用面向对象技术建立了虚拟加工环境.应用表明,该方法可根据实际加工情况快速构建虚拟加工环境.     

面向精度的数字化产品装配模型研究及应用

结合异地协同装配的特点，对产品特征信息进行了分类，在研究零件特征的公差信息表示基础上，建立了面向精度的产品层次模型。该模型分为层次关系层、关联关系层、特征信息层和特征元素层四层，通过建立层内各元素的关系链和层间信息的映射实现了产品信息的有机结合。研究了CAD零件信息与数字化装配系统的信息转换方法，采用面向对象技术实现了产品的装配建模。通过采用回溯算法搜索产品模型层次信息，实现数字化装配环境中产品装配尺寸链的自动寻找。     

模具内流道结构对硝基胍发射药成型过程的影响

为研究发射药模具内流道结构对硝基胍发射药成型过程的影响,建立了11/7硝基胍发射药模具内流道模型,对以收缩角为30°,45°,60°,成型段长度为25,30,45 mm不同组合的9种方案进行了数值仿真,分析挤压过程中收缩角和成型段长度对剪切速率、压力、速度分布的影响。结果表明,收缩角对不同收缩段和成型段交界面以及近出口等截面的影响相似,都表现出靠近中心模针以及壁面附近处发射药药料剪切速率高于周围部分,截面压力分布均匀,药料流动速度分布呈现中间大两边小的特点;成型段长度对药料流动过程中剪切速率分布影响较大,成型段长度越小,剪切速率越容易发生突变,可能导致非稳态流动;同时确定较优的内流道参数方案为收缩角45°,成型段长度30 mm。