基于FEM-DEM耦合的大规模喷丸速度分布仿真研究

通过研究大规模喷丸仿真中的弹丸速度问题发现，弹丸之间由于相互碰撞影响，导致弹丸撞击到金属表面时的速度是不一致的，且弹丸束内部和外部的弹丸分布也是不一致的，因此现阶段的弹丸速度测量方法具有一定的局限性。针对这一现象，基于FEM-DEM耦合模型，采用直接模拟大规模喷丸仿真的方法，得出了大规模喷丸仿真问题中的弹丸速度和Almen强度的关系，对研究大规模喷丸仿真问题提供了一定的参考价值。     

截卵形弹丸斜穿甲均质薄靶剩余速度的理论分析

为了计算截卵形弹丸斜穿甲均质薄靶剩余速度,建立截卵形弹丸侵彻均质薄板的有限元模型,对截卵形弹丸侵彻均质薄靶的过程进行了数值模拟,获得了均质靶板破口形貌和弹丸剩余速度,数值模拟结果均与实验结果相符,表明所建立的截卵形弹丸侵彻均质薄板仿真计算模型和所采取的材料模型及参数是合理的。在此基础上,对同一弹丸以不同入射角侵彻不同厚度薄靶的过程进行了数值模拟,得到了弹丸入射角和靶板厚度对弹丸剩余速度的影响。利用量纲分析方法,分析得出弹丸斜侵彻均质薄板后的剩余速度与弹丸初始速度的比值仅与弹丸入射角和靶板相对厚度两个无量纲量有关。利用弹丸剩余速度数值仿真结果,对量纲分析得出的剩余速度计算公式进行拟合,得到了弹丸斜侵彻均质薄板的剩余速度理论计算公式,并通过对比数值模拟结果和理论公式计算结果,对理论计算公式进行验证,表明建立的剩余速度理论计算公式有效。     

基于小波分析的单个线圈靶速度测量

小波变换具有空间局部化性质，因此可利用小波变换的模极大值点检测动态测量信号的突变点。提出了用单个线圈靶测量水下弹丸初速的原理及方法，由实弹射击实验获得的线圈靶信号，利用小波变换分析了弹丸穿越线圈靶时产生的电动势，建立了弹丸穿越线圈靶时的时间间隔t及运动弹丸速度的计算方法，并与双线圈靶弹丸初速测试结果进行了比对，证明了该方法的可行性。     

钢丝绳在球形弹丸冲击作用下的损伤分析

以1×7标准型钢丝绳为研究对象,采用动力有限元软件分析了球形弹丸对钢丝绳的冲击作用。按照弹丸与钢丝绳的相对位置以及弹丸的冲击速度的不同情况,组合计算了32种工况,结果表明,当弹丸与钢丝绳轴线相对位置一定时,随着弹丸冲击速度的增大,钢丝绳的损伤范围先增大后减小,最后趋于某一水平;当弹丸以同一速度冲击钢丝绳时,弹丸与钢丝绳轴线偏离距离越小,钢丝绳的损伤范围越大。     

基于5G通信与高速拍照技术的喷丸强化仿真试验验证

基于Eulerian-Eulerian气固两相流模型,采用Fluent-EDEM耦合计算的方式,对喷丸过程中弹丸瞬时速度和速度分布进行仿真分析;通过高速相机对弹丸空间位置进行记录,采用5G通信技术将喷丸设备的实时数据和高速相机的图像传输到云平台,利用图像处理技术获得弹丸速度,从而实现喷丸强化仿真的试验验证。结果表明：不同工艺参数下弹丸速度的仿真结果与实测值之间的相对误差最大不超过12.1%,模型的仿真预测精度较高;弹丸喷出后的速度随距喷口距离增大而先升后降,弹丸速度的空间分布呈抛物线趋势;开发的喷丸强度分析软件预测精度可达95%。     

枪榴弹侵彻木靶板时前冲过载特性仿真研究

为给枪榴弹机械触发引信性能优化设计提供参考,利用LS-DYNA软件仿真截锥形弹头不同端面直径的枪榴弹以不同着角侵彻不同厚度木质薄靶板过程,得到了弹丸头部在贯穿靶板过程中弹丸前冲过载系数和弹丸速度。结果表明:着角、弹头端面直径、靶板厚度不同时,弹丸侵彻过程中前冲过载系数变化和速度变化不同;弹丸最大前冲过载系数出现在弹丸垂直碰击靶板的初始时刻;弹丸速度在侵彻初始阶段衰减最快。在靶场射击试验考核引信触发作用灵敏度和钝感度时,应考虑弹丸着角、立靶姿态、靶板厚度和弹头端面直径等因素的影响。     

喷丸工艺对18Cr2Ni4WA钢残余应力影响的有限元模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了在不同弹丸速度和半径下喷丸强化后18Cr2Ni4WA钢的表层残余应力分布,并进行了试验验证。结果表明:18Cr2Ni4WA钢表层中最大残余压应力随着弹丸速度或弹丸半径的增加均先增大后减小,当弹丸速度为120m·s-1、弹丸半径为0.6mm时喷丸强化效果较佳;喷丸后钢表层残余应力分布的模拟结果和试验结果相吻合,证明了模型的准确性。     

弹丸初速的测定方法

弹丸的初速度,是指炮弹离开炮口时的速度,是检查火炮性能的一项重要技术指标。本文介绍电子测时仪的组成和工作原理,以及弹丸的初速度是如何测定的。     

考虑身管初始挠度的弹炮耦合振动特性分析

为研究火炮发射过程中运动弹丸激励下的身管振动特性,以某型火炮为例,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立考虑身管初始挠度的移动弹丸-弹性身管耦合振动方程,利用模态叠加法对方程进行求解。基于有限元软件Abaqus以及动力学分析软件Adams建立相应考虑初始挠度的刚柔耦合动力学模型,并对数值计算的结果进行验证。在模型的基础上,对弹丸速度和弹丸质量影响炮口振动特性的规律进行分析。结果表明对于在运动弹丸激励下身管振动问题,身管初始挠度对振动分析结果的影响很大,不可忽略。在考虑身管初始挠度的情况下,弹丸速度越大,对弯曲身管的校直作用越明显,炮口振动幅值越大;弹丸速度一定时,弹丸质量越大,炮口振动幅值越大。     

铝双层板结构超高速正撞击后板弹坑分布

利用二级轻气炮发射2017-T4铝合金球形弹丸,对铝合金双层板结构进行超高速正撞击试验研究,从而模拟空间碎片对航天器防护结构的撞击作用.弹丸直径为2.00～6.35 mm,弹丸撞击速度为1.50～6.98 km/s,撞击角度为0°,试验得到不同撞击速度区间内的铝合金双层板结构后板弹坑分布模式.分析铝合金双层板结构后板弹坑分布特性,建立预测铝合金球形弹丸超高速正撞击铝合金双层板结构后板弹坑分布的经验公式.结果表明,在正撞击条件下,铝合金双层板结构的后板弹坑呈圆形区域分布,后板弹坑分布区域随弹丸直径、撞击速度和前后板间距的增加而增大,弹丸的撞击破碎临界速度将影响后板的弹坑分布模式.