坦克炮管温度场的有限元计算

应用有限元离散结构建立了具有太阳辐射、对流及射击过程对坦克炮管影响温度场的简化模型,对仅受太阳辐射以及太阳辐射与发射过程相耦合的炮管温度场进行了计算,求得炮管径向和轴向的温度一时间曲线,并分析了炮管外表面温度的变化规律。本模型的仿真结果与测试结果基本吻合,该模型对坦克的红外热像建模、红外识别及红外隐身设计以及射击修正具有实用价值。     

火炮身管热传导有限元仿真分析

针对火炮连续发射过程中火药气体的热作用使身管温度持续升高而造成的安全性问题,分析了火炮发射过程中热量的传递过程,建立了身管热传导数学模型.利用ANSYS软件建立火炮身管有限元模型,模拟火炮发射过程中火药气体与身管内壁的强制对流、外壁与环境的自然对流,并且考虑了开闩后外界空气流入与身管内壁间的自然对流.经仿真求解得到了发射后瞬间和冷却一段时间后身管径向温度分布,以及连续发射过程中身管径向各节点的温度一时间变化曲线,其规律与实验测试结果相一致.研究成果为火炮的安全使用提供了一定的理论依据.     

基于MARC的某火炮身管内表面裂纹三维J积分有限元模型

火炮发射一定数量炮弹后,身管容易出现裂纹,从而影响射击安全性。通过分析火炮射击过程中身管的受力情况,并利用MARC有限元软件的虚裂纹技术,探讨了某火炮身管内表面裂纹三维J积分有限元模型的建立方法。通过数值计算,得出了身管内表面裂纹J积分值随裂纹长度及深度的变化规律。根据某火炮身管裂纹扩展的临界J积分值,求出了其在最大膛压作用下临界裂纹尺寸,这对火炮身管的安全性评估及预测具有较大的工程应用价值。     

三维流固耦合瞬态温度场有限元程序

本文提出了流固耦合温度场的有限元法,并用于湿式离合器摩擦片的温度场计算。其主要优点是将流体和摩擦片作为一个整件来求解它们的温度场。另外,由于利用具有特殊加权函数的Petrov-Galerkin法进行有限元离散,使能量方程能进行迭代解。     

计及柔性效应的火炮身管动力学模型分析

针对火炮发射过程中身管受载的复杂性,以内弹道方程为基础,考虑发射过程中身管受载的实际规律,计及身管的柔性效应,建立描述身管振动响应规律的动力学方程组。采用模态叠加法,以身管的固有振型为模态函数,对动力学方程进行离散,联立内弹道方程进行数值求解,给出了发射过程中身管的频率响应和振动特性分析,为火炮总体性能整合和射击精度分析提供了理论参考。     

火炮身管固有振动特性的有限元传递矩阵法

利用二节点Hemite梁单元对火炮身管进行单元离散,利用传递矩阵进行离散单元之间状态矢量的传递,推导出火炮身管总传递矩阵及振动频率方程.对某火炮身管固有振动特性进行了分析,计算得到了振动频率和振型.用有限元传递矩阵法分析火炮身管固有振动特性,矩阵阶次低,计算所得的固有频率与实际固有频率接近,误差在允许的范围内.     

改进遗传算法和有限元计算相结合的优化方法研究

为了提高优化效率,采用先验法、字节型动态编码方法以及自适应变异技术对遗传算法进行了改进,并将其与有限元分析计算相结合,提出了一种适用于复杂结构模型的优化分析方法。利用该优化方法对某型重机枪枪架结构参数进行了优化,仿真结果表明,本文提出的优化方法是可行的,优化效果良好。     

速射身管发射状态下的温度场及热应力的有限元分析

文中首先给出如何确定身管非稳定温度场的边界条件及热力学参数;其次,以某口径火炮身管为例,对连发状态的身管温度及热应力场进行有限元数值分析.得出连发时温度和动态热应力的变化规律;对身管设计及提高身管的使用寿命有着指导和借鉴作用.     

火炮身管报警温度的确定

分别用延迟温度报警法和实时温度报警法计算了厚壁身管火炮的报警温度,并对这两种方法进行了比较。分析了环境温度、射击模式对报警温度数值确定的影响。计算结果表明,采用外壁温度作为报警判据,在不同模式之间存在着很大的误差,为确保某一工况下的安全射击,势必限制火炮其它工况下正常功能的发挥。计算结果同时表明,对于文中型号火炮,距离内壁15 mm是该型火炮的报警测温探头安装的最佳位置。若弹药装填入膛的最大温度允许值为170℃,则该点报警温度为159℃,     

电磁轨道炮热生成机理及温度场数值仿真

在电磁轨道炮的发射过程中将产生大量热量,这些热量引起的温度突变是导致材料失效的重要因素.为了获得U型电枢温度场的变化规律,基于轨道炮的工作原理分析了其热生成机理;并通过将理论计算和有限元仿真相结合的方法,研究了电枢的温度变化;最后根据发射后轨道表面的观测结果,对仿真进行了试验验证.结果表明:电枢的温升主要取决于电流的大小,而摩擦热对温升的影响较小;U型电枢中拐角部分的温升比较明显,而最高温度出现在电枢的两侧与轨道接触区域.该数值仿真为轨道炮的材料技术研究提供了参考和指导.     

某火炮动态特性与射击频率的匹配性分析

对火炮的俯仰部分进行模态分析,得到前10阶模态振型和固有频率,然后将炮身的后坐运动简化为简谐运动,对炮身部分进行谐响应分析,得到激励频率对炮口振动的影响规律.这样即可选择合适的射击频率,避开火炮俯仰部分固有频率,减小激励频率对炮口振动的影响.     

水下发射对机枪膛口温度场影响的数值分析

为了解不同发射环境下机枪的膛口温度场分布特性,对12.7 mm机枪在空气和水中射击所形成的膛口温度场进行了数值模拟和对比分析。数值计算借助Fluent软件,并利用User Defined Function(UDF)和动网格技术。计算结果表明,机枪水下密封式发射时,弹丸出枪口就开始减速,火药燃气在弹后减速、聚集而温度升高,使得燃气初始喷射温度达到2653 K,比空气中发射时(2236 K)高417 K。受弹丸运动和气液界面的共同影响,在弹丸出膛70μs时形成马赫盘,而空气中发射时弹丸出膛200μs才初步形成马赫盘。与空气中发射相比,水下发射时形成的激波核心区较小,但核心区温度更高;其中压缩波中最高温度接近3200 K,比空气中发射时相应区域约高1500 K。通过拟合水下密封式发射时膛口形成的马赫盘位置随时间变化曲线,发现其位置与时间在弹丸出膛200μs内满足指数变化规律。     

礼炮声场安全性分析

通过研究礼炮声响对人员伤害的机理,将试验测试的礼炮声场数据结合相关国家标准对礼炮声场的安全性进行了分析和校核,确保礼炮在使用时对操作人员的噪声伤害在安全范围内.     

炮箍个数对身管组模态频率及振型的影响分析

为研究炮口处炮箍个数对火炮射击精度的影响,对某新型火炮的身管组进行模态分析。利用有限元仿真 对某新型火炮身管组进行分析,分别考虑单炮箍及双炮箍对身管组模态频率的影响,得到身管组在 2 种情况下不同 阶数的模态频率及振型图。有限元计算结果表明：在相同阶数下,两者的振型图相似,但双炮箍比单炮箍的身管组 模态频率低,离自动机的实际射频范围远,双炮箍的模态频率具有更大的裕度。实弹射击对比实验结果显示,双炮 箍的密集度更好。