易熔合金引信弹道安全的气动热力学建模仿真

为使易熔合金引信可靠延期解除保险以保证弹道安全,需要根据弹丸速度确定在安全时间和距离内引信易熔合金的熔点。以瑞士厄利空2ZLa/353式35 mm 双管自行高射炮爆破燃烧榴弹 KZVD 引信为例,从工程的角度出发,简化了外弹道,在初始弹速为1175 m/s 和误差范围为±15 m/s 的条件下,采用气动加热理论对榴弹外弹道起始阶段弹头驻点的温度进行了理论建模计算和仿真验证,通过分析相应弹速下的弹头驻点温度确定出满足安全距离要求的易熔合金熔点温度。仿真结果表明,理论计算与仿真试验确定出1160-1190 m/s 初始弹速范围内的易熔合金熔点温度的结果一致,因此可以利用该热力学模型并根据弹道安全要求来设计相应熔点的易熔合金引信,所用方法可以为高速飞行弹体的热力学研究提供参考。     

某一维弹道修正机构设计与气动特性分析

根据增阻减速原理设计了某一维弹道修正弹的修正机构,建立了弹体及修正机构的三维模型;结合外弹道理论和修正机构的工作特点,利用流体力学软件FLUENT建立了该一维弹道修正弹的弹道仿真模型,对修正榴弹的绕流流场进行了仿真分析,获得榴弹在不同马赫数下所受阻力、粘性力、阻力系数和粘性系数等参数,对比分析了所设计的修正机构的修正能力,为修正机构的工程设计提供一定的理论参考。     

引信惯性机构在炮管磨损下动态响应模拟仿真分析

以引信外弹道环境模拟试验装置原理方案设计为基础,分析旋转弹丸在外弹道上的飞行运动理论,对弹丸及引信运动响应规律进行分析,为弹丸发射及引信安全提供依据.对弹丸飞行过程进行气动力仿真分析,获取解算弹丸攻角马赫运动方程.根据以往射击试验数据,获取弹丸在膛内的受力情况.建立弹丸及引信的三维模型,通过相应的动力学分析,对模型进行...     

榴弹爆炸过程的模拟分析

运用ANSYS程序对榴弹的爆炸过程进行了仿真.设定引信从榴弹上部引爆炸药,通过仿真实验可以清楚的看到榴弹的爆炸过程.选取了5个具有典型性质的单元,对典型单元爆炸过程中的应力、速度等物理量进行了分析.经分析可知,弹体中部压力变化较均匀,有利于形成均匀的破片,且榴弹中部破片的速度比头部和底部破片的速度大,起爆后100 μs时速度已达1400m/s;弹体底部易形成大块的破片,这是与实弹爆炸结果较一致.     

迫弹引信涡轮电机模拟信号发生器设计

本文研究作为迫击炮弹引信电源的涡轮电机的模拟问题.首先在理论上分析了迫击炮弹的典型弹道特征,对涡轮电机速度/频率的数学关系和涡轮电机全弹道的输出特性进行了理论推导.然后利用实际迫弹引信涡轮电机的吹风实验数据,拟合得到涡轮电机全弹道频率响应曲线.最后在理论推导的基础上设计了模拟涡轮电机输出的硬件电路和软件程序,作为迫弹引信的模拟供电电源,并实现了引信信号的自动采集、分析和判别.实验结果表明本文设计的迫弹引信涡轮电极模拟信号源满足科研生产的实际要求.     

弹头形状对聚碳酸酯薄板抗弹性能的影响

为研究弹头形状对聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)板抗杆弹冲击性能的影响,利用气炮开展了平头、半球头、卵形头三种形状、12.6 mm直径的杆弹正撞击PC薄板的冲击试验,获得了初始-剩余速度关系及弹道极限,并对PC板变形及失效模式进行了详细分析。结果表明,在30～120 m/s速度范围内,PC薄板抗半球头弹能力最强,其次是平头弹,而对卵形弹抵抗能力最弱。三种弹体撞击后,PC板失效模式不同,被平头弹撞击后发生平台鼓包和冲塞失效,被半球形弹撞击后发生帽形鼓包和花瓣形失效,被卵形弹撞击后均发生花瓣形失效。分析发现,PC薄板裂纹扩展消耗的能量较少,造成对不同头形杆弹抗弹性能差别较大的主要因素是初始损伤形成的难易程度不同。     

小口径弹引信机电安全保险机构的润滑设计

为解决微电机用于小口径弹引信时存在的输出力矩小和机构所需驱动力矩的矛盾,以微电机驱动隔爆板机构为例,从润滑设计方面探讨了减小机构所需驱动力矩的方法;建立了安保机构全弹道隔离板的受力模型,分析了其位置的影响;讨论了不同润滑方案下所需驱动力矩的大小,确定了最佳方案,为小口径弹引信安全保险机构的设计探索了一条新途径。     

断裂准则对TC4钛合金板抗卵形头弹冲击的影响

为了解TC4钛合金的抗冲击力学性能,利用一级轻气炮进行了卵形头弹冲击TC4钛合金靶板的试验,撞击速度范围为125.9~240.0 m/s。通过撞击试验获得弹体的初始-剩余速度以及靶板的失效破坏模式,并利用公式拟合弹体初始-剩余速度得到弹道极限速度。利用ABAQUS/Explicit有限元软件建立弹体冲击靶体的三维模型,研究断裂准则对TC4钛合金板抗卵形头弹冲击性能的影响,分别采用不同断裂准则进行数值模拟,并将数值模拟预测结果与试验结果进行对比。研究结果表明,从弹道极限和失效破坏模式综合考虑,Hancock-Mackenzie (H-M) 准则预测的结果与试验结果更接近,说明考虑失效应变随应力三轴度的变化关系能提高数值仿真精度。     

基于固定鸭舵高速旋转弹气动特性

为了实现对高速旋转弹进行低成本的二维弹道修正,采用在高速旋转弹弹头加装两对固定鸭舵的二维弹道修正原理。为了研究鸭舵的气动特性和选出最优气动布局,建立了二维弹道修正弹模型,对不同舵偏角和受力面积下的鸭舵所受阻力、升力和导转力矩以及相关系数进行动力学仿真。结果表明,随着舵偏角和受力面积的增大,鸭舵所受的阻力、升力和导转力矩随之增大,并确定了鸭舵的最优气动布局。研究结果对二维弹道修正技术研究有较好的参考作用。     

基于Matlab/Simulink的防暴动能弹弹道仿真

介绍了Matlab/Simulink与M文件相结合进行防暴动能弹弹道仿真的方法,首先根据防暴动能弹的弹道特点简化了自然坐标系下的弹丸质心方程组,给出了防暴动能弹的致伤判据;然后介绍了如何采用Matlab/Simulink建立弹道仿真模型和编写M文件进行模型控制;最后对弹形系数分别为2和1.5时的9mm柱形橡胶弹进行了弹道仿真和分析,仿真结果较好地模拟了该动能弹的弹道特性和有效作用范围,该模型能够为动能弹的总体设计提供可靠的理论依据.     

基于智能变形技术的火箭弹特性分析（英文）

偏转头部控制是一种新概念快速响应的控制方式。弹头部相对于弹轴进行局部偏转,并且在弹头的迎风面和背风面形成压力差从而产生空气控制力,在弹药系统里,这是一个高效并具有良好应用前景的控制方式。基于智能材料和结构的弹箭头部智能变形驱动机构可以使弹箭获得额外的控制力和控制力矩,改变弹丸在飞行过程中的空气动力特性,在弹箭飞行过程中会产生附加的平衡角、侧滑角,进而产生机动过载,控制飞行姿态和飞行弹道,并在最后时限提高弹丸的射击精确度。为了研究自适应控制弹箭的特性,利用流体力学软件对尾翼稳定的火箭弹进行了数值模拟。获得不同头部偏角、不同马赫数和不同攻角情况下的弹箭空气动力学特性。结果表明,偏转头部控制对弹箭的头部具有较大的影响,并且引起流场的不对称性。弹头部迎风面和背风面的压力差为弹箭提供较大的升力。最后,做弹道试验验证了仿真的研究结果。研究结果可以为自适应弹箭的设计及优化提供理论基础,并为智能弹药的研究提供新思路和新方法。     

某型引信延期机构异常作用原因分析

针对某型杀爆弹在部队训练中出现引信弹道早炸故障,采用故障树方法对该引信进行故障排查分析,并通过动态环境力方案设计与测试,得出炸弹引信所采用的延期机构安全阈值低和抗异常环境力能力弱为引起引信弹道早炸的故障原因,并提出了解决问题相应方案。     

基于Matlab/Simulink的火箭深弹水中弹道可视化仿真

利用Matlab/Simulink软件编制了Simulink程序框图,模拟计算了某火箭深弹以不同射角入射的水中弹道,并对速度变化、射角变化和弹道特点进行分析,计算结果与理论分析基本相符,所构建的火箭深弹水中弹道可视化仿真,能够为火箭深弹的改进设计提供一定的参考。     

基于Adams的伞弹系统降落过程动力学仿真

伞弹系统在自由下落过程中具有非常复杂的动力学特性,仿真模拟其运动规律对于其结构设计和稳定性研究具有指导意义。文中以末敏弹稳态扫描段为例,建立了旋转伞弹系统的运动模型,并给出了基于Adams软件的多体动力学仿真结果。最后,结合末敏弹的作用机理和弹箭目标的外弹道理论,分析了各弹道诸元随飞行时间的变化规律。研究成果可应用于伞弹系统的设计分析、指导伞弹空投试验。     

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。     

基于MATLAB的某大口径榴弹发射器的变初速分析

以某大口径榴弹发射器为例,对采用外加药室容积的变初速技术进行分析。利用内弹道原理对变初速方案进行建模;利用Runge-Kutta法,通过MATLAB软件进行变初速后的内弹道仿真。仿真结果说明了外加药室容积在不同位置时对弹丸初速的影响规律及影响程度,对变初速技术的工程应用具有一定的指导意义。     

某榴弹发射器应用缓冲器发射技术研究

为了寻求一种低后坐发射技术,以30 mm自动榴弹发射器为主体研究对象,建立其三维模型,运用MATLAB软件计算内弹道、后效期及导气室内的气体压力,结合动力学分析软件ADAMS计算含有缓冲器的榴弹发射器动力学特性曲线。基于动力学刚柔耦合理论,分别对驻锄与脚架之间添加缓冲器、枪身与脚架之间添加液压缓冲器、枪身与枪架之间添加弹簧缓冲器3种情况的榴弹发射器的发射过程进行动力学仿真计算,探讨了这3种情况下的仿真结果并比较分析榴弹发射器的后坐特性,为进一步研究低后坐发射技术提供理论依据。     

辊压机加热辊热仿真分析

加热辊是热塑性片材辊压机的关键部件,加热辊的性能直接关系到辊压机的运行速度和片材质量。从加热辊的流道分布形式入手,分析导热源加热的热传递理论。根据加热辊的流道布置建立三维模型,应用SolidWorks软件进行热力学仿真,并对影响辊面温度的因素进行分析。仿真分析结果表明,用导热油加热,辊面流道设置八组,流道直径为25 mm,导热油流速为2.5 m/s时,辊面温度均匀度为4.23 K,满足设备使用要求。     

斗式提升机卸料的试验研究

本文分析斗式提升机的理论卸料过程,斗速为0.3～0.8m/s时适于重力式卸料,离心式卸料的斗速可达5m/s。本文介绍用6种斗型对6种不同物料进行卸料过程实测情况。归纳不同物料、不同斗型对卸料过程的影响,并作出各种情况下卸料效率与斗速的关系曲线。     

外环流反应器流动行为和气泡直径尺寸分布的CFD-PBM数值模拟

外环流反应器具有湍动剧烈、反应速率快等优点,广泛应用于磷化工行业。采用PIV(particle Image Velocity)研究外环流反应器内流动行为,并采用CFD-PBM耦合模型对鼓泡塔反应器内两相流动进行模拟,模拟的气速范围为0.01～0.04 m/s,气液两相流动采用Eluer-Eluer双流体模型,考虑曳力、升力、虚拟质量力;湍流模型采用k-ε模型,并考虑气泡对湍动的附加影响;采用PBM(Private brand management)模型模拟气泡的聚并和破碎。结果表明：表观气速对气泡直径尺寸分布有较大影响,循环液速随表观气速先增加后减小,表观气速为0.03 m/s时,循环液速达到最大值。模拟的平均气含率与实验结果进行比较,模拟结果与实验结果吻合较好。本研究可以为理解外环流反应器的流动、混合提供理论基础。