小口径舰炮补弹装置的弹箱设计与仿真

传统小口径舰炮的弹鼓装弹量有限,为保证射击后能够及时补弹,设计了一种新型弹箱,能够在低功耗的基础上实现自动化快速、连续补弹。介绍了弹箱的工作原理,利用CATIA建立弹箱的三维模型,并完成装配。考虑补弹过程中炮弹受力不能过大,通过ADAMS对该弹箱进行运动学仿真分析,重点分析了炮弹运动过程中的受力情况。分析表明:该弹箱能够实现自动的快速、连续补弹,从而提高补弹的速度,为今后补弹技术的研究发展奠定了基础。     

无链供弹装置交接误差分析

为保证炮弹在交接过程中速度的平稳性和交接的准确性,对提弹机构与弹夹间隙对炮弹交接过程的影响进行分析.以某小口径自动机无链供弹系统为例,基于平面运动特性对双向交接过程进行分析,并指出影响误差的因素.利用Solidworks建模软件建立简化供弹交接单元动力学模型,运用Adams运动学仿真软件进行炮弹交接仿真分析,得到炮弹速度曲线图,并分析炮弹与提弹机构之间的碰撞力.仿真结果表明:提弹机构与弹间隙对炮弹在不同单元之间的交接有直接的影响,不同间隙会导致弹在交接过程中发生卡弹情况,产生安全隐患.由于推弹机构摆放位置与水平方向的夹角,以及弹夹相对推弹机构的向下运动,导致误差的积累.利用提弹齿与炮弹间隙来消除本行炮弹的积累误差.通过Admas仿真验证了炮弹交接过程的可行性,使得炮弹交接过程平稳安全.     

弹壳有序回收无链供弹装置动力学仿真分析

针对某小口径高射速自动炮在特殊环境下对供弹系统的空间布置需求,提出一种可实现弹壳有序回收的交叉螺旋无链供弹系统方案。建立交叉螺旋无链供弹装置的3维模型,运用多体动力学仿真软件建立无链供弹装置的虚拟样机模型,仿真分析其在4 000发/min射频下的供弹交接和弹壳回收运动规律。仿真结果表明：28发炮弹交接时轴向速度为0,轴向位移保持不变,供弹交接和弹壳回收过程平稳通畅,供弹系统结构可靠合理;该方案满足某型自动炮的设计需求,可为相关无链供弹系统的研制提供参考依据。     

某无链供弹装置的仿真与试验

为了提高供弹装置各运动构件的可靠性,对某无链供弹装置进行建模进行研究。通过ADAMS软件建立无链供弹装置的运动学及动力学方程,以2发弹的仿真曲线为例进行多发炮弹与闭合弹链运动交接的仿真分析,得到弹丸位移、加速度等参数曲线,并通过激光位移传感器进行系统测试。测试结果表明,供弹机构的动态特性明显,对供弹机构可靠性的进一步提高及结构的改进提供了参考。     

某迫击炮装弹下滑过程流场仿真分析

迫击炮采用炮口装填,装填过程中迫弹在重力作用下下滑,使基本药管与膛底的击针相撞而发火。迫弹下滑的速度与炮弹定心部和膛内壁的间隙大小相关,间隙过大,火药燃烧的一致性变差,炮弹出炮口的初始扰动增大,因此弹丸散度将加大;间隙过小,一方面不能保证在小发射角时的击发动能,另一方面无法保证发射射速。采用Fluent流场分析软件研究了迫击炮弹、炮间隙对装弹中下滑过程的影响,对几种不同间隙和射角状况下弹丸下滑过程的流场和弹丸运动规律进行了仿真分析,并开展了相关的讨论。     

开式弹链脱弹力分析

弹链是有链式供弹火炮射击时的重要环节,弹链脱弹力的大小直接影响内能源自动炮的射速工作的可靠性.通过对开式弹链的脱弹工作过程分析,建立了弹链力学模型和物理方程,通过弹链脱弹力的几何分析与力学计算,得出弹链节开口尺寸和材料厚度对弹链脱弹力大小的影响规律,并以某舰炮弹链为例,应用调整弹链节开口尺寸的方法,满足了脱弹力的研制要求.该方法可为同类型开式弹链的研究所借鉴.     

小口径火炮快速补弹装置的动力学分析

小口径火炮能否具备持续作战能力的关键因素之一就是补弹装置的补弹速度,因此设计了一种快速补弹装置。该补弹装置采用无链补弹方式,能够实现对小口径火炮的快速、连续补弹和自动化处理卡弹问题,且补弹数量不受限制,可有效提高小口径火炮的持续作战能力。利用 CATIA 建立补弹装置三维模型,并利用 ADAMS 对补弹装置进行动力学分析。分析得出,该补弹装置能够实现快速、连续补弹和有效处理卡弹问题,且整个过程中炮弹不会变形和损毁。该补弹装置原理可行,为小口径火炮补弹装置的进一步研究奠定了基础,具有一定的参考价值。     

拨弹轮齿数对供弹运动的影响分析

为保证炮弹在动态交接过程中炮弹速度的平稳性和交接的准确性,分析供弹交接单元中拨弹轮齿数对炮弹交接过程的影响。以某小口径自动机无链供弹系统为例,建立供弹交接单元的动力学模型,对拨弹轮在不同齿数情况下进行炮弹交接仿真分析,得到炮弹速度曲线图,并分析了炮弹与拨弹轮之间的碰撞力。仿真结果表明：拨弹轮齿数的不同对炮弹在不同单元之间的交接有直接的影响,当前后交接单元齿数相同时,炮弹交接速度最平稳可靠。随着供弹速度的不断提高,炮弹与拨弹轮之间的接触力也不断增大。     

拨弹轮齿数对供弹运动的影响分析

为保证炮弹在动态交接过程中炮弹速度的平稳性和交接的准确性,分析供弹交接单元中拨弹轮齿数对炮弹交接过程的影响。以某小口径自动机无链供弹系统为例,建立供弹交接单元的动力学模型,对拨弹轮在不同齿数情况下进行炮弹交接仿真分析,得到炮弹速度曲线图,并分析了炮弹与拨弹轮之间的碰撞力。结果表明,拨弹轮齿数的不同对炮弹在不同单元之间的交接有直接的影响,当前后交接单元齿数相同时,炮弹交接速度最平稳可靠。随着供弹速度的不断提高,炮弹与拨弹轮之间的接触力也不断增大。     

靶板厚度对12.7 mm穿燃弹剩余速度和断裂特性的影响

为了获得12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi钢板的剩余速度和断裂特性,开展了12.7 mm穿燃弹侵彻不同厚度30CrMnSi靶板的试验研究,分别利用激光测速和测速靶测量了弹心穿靶前后的速度,通过改变靶厚获得了12.7mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的极限穿深。然后使用LS-DYNA动力学软件,利用FEM网格与SPH粒子相结合的数值模拟方法对12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi靶板的过程进行了仿真计算。最后利用穿甲力学理论对穿燃弹的侵彻深度、剩余速度和不同厚度靶板的弹道极限进行了理论计算。结果表明：弹心剩余长度随着靶板厚度的增加而增加,弹心的侵蚀区域由弹身部位逐渐向弹尾移动,弹性区域逐渐扩大,并且随着靶板厚度的增加,靶板的弹道极限也随之增加,弹心侵彻靶板后的剩余速度逐渐降低,根据理论计算,12.7 mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的理论侵彻深度约为27.7 mm,与试验结果相符。     

基于RecurDyn的同步带弹箱动态特性仿真研究

火炮在高速射击时,为了保证射击的稳定性和连续性,可靠的弹箱系统是关键部分。在吸取同步带传动技术特点的基础上,提出了一套基于同步带传动技术的弹箱系统。为了解同步带弹箱的运动特性,进一步优化结构参数,利用多刚体动力学软件RecurDyn和Pro/E软件建立同步带弹箱系统的仿真模型并进行仿真计算。通过分析弹箱的整体工作特性和炮弹在整个供输弹过程中的受力情况,证明了设计的可行性和合理性,为新型无链供弹系统的设计研究打下了坚实的基础。     

弹链设计参数协调分析法研究

本文以自动机、炮弹和弹链整个系统为研究对象,提出了弹链设计参数协调分析法基本理论和基本方程,并结合实例介绍了该理论方法在自动机弹链设计中的应用.     

迫击炮供输弹机械手结构设计和动力学分析

针对传统迫击炮自动化程度低、战场生存能力差等弱点,设计了用于120 mm迫击炮的供输弹机械手,实现3～4发/每分钟的射击速度.采用ADAMS软件进行机械手的动力学仿真,得到包括炮弹运动参数、机械手振动变形以及关节驱动等关键数据.     

某高射速航炮供弹系统数值仿真分析

针对一种高射速航炮供弹系统工作时因卡弹造成航炮停射的现象,研究其故障原因。分析工作时局部弹带运动特性,基于复杂铰链连接的多刚体弹带模型编程建立数值仿真模型,仿真得到弹带尾部炮弹运动规律,与真实实验数据基本吻合。仿真分析结果表明：弹带尾部炮弹运动过程中垂直于运动方向的加速度过大,尾部炮弹存在摆尾现象导致供弹阻力增大,从而造成系统卡弹故障。     

弹鼓供弹装置的驱动及传动交接分析

为提高火炮的供弹能力,对弹鼓供弹的驱动特性及其传动交接特性进行研究。在借鉴现有国内外供弹系 统的基础上,以某外鼓驱动供弹装置为对象,建立弹鼓供弹模型。进行转动惯量的计算,根据设计的运动规律计算 启动弹鼓所需的驱动力矩,在理论分析的基础上,对弹鼓模型进行仿真分析,选取其中的 5 发弹做了交接特性研究。 仿真结果表明,该研究可为相关设计提供参考依据。     

沟槽式密封衬套结构性能分析

沟槽式密封衬套多用于转膛炮和埋头弹火炮,其密封性能直接影响弹丸初速和部分零件的强度校核,为了研究其密封性能影响因素,应用FLUENT软件对多种衬套结构进行仿真计算,以缝隙入口质量流量和缝隙区域平均压力作为评判依据,对比分析了沟槽位置、间距和尺寸对密封性能的影响。结果表明,沟槽越靠近缝隙入口,密封效果越好,在密封间隙为0.1 mm的情况下,截面尺寸为2.0 mm×2.7 mm的沟槽的密封效果要优于截面尺寸为3.0 mm×5.5 mm的沟槽,使沟槽远离缝隙入口或者适当增大沟槽尺寸均可以降低缝隙区域的平均压力。研究结果可以为沟槽式密封衬套的结构设计提供参考。     

基于ABAQUS开式弹链脱弹阻力研究分析

以某速射武器开式弹链为研究对象,在UG中建立弹链的精确尺寸模型,并运用ABAQUS分析弹链的抱弹力及脱弹阻力,从而模拟抱弹力存在时弹链的应力云图和脱弹阻力的数值及变化规律。在仿真分析过程中重点研究了摩擦阻力对抱弹阻力的影响,并将结果与未考虑摩擦时的数值计算进行对比,得出在考虑摩擦阻力的情况下,脱弹阻力数值高出11.7%这一结论。仿真计算不但得到了脱弹阻力的时间历程曲线,而且还得出脱弹阻力最大值发生位置并不在抱弹部开口位移最大处这一结论。分析结果对弹链的结构设计具有一定的参考价值。     

小口径舰炮的补退弹接口装置设计与仿真

设计了一种补退弹接口装置,能够快速排除补弹过程中出现的卡弹故障,实现自动化补弹、退弹以及再行补弹;并介绍了补退弹接口装置的工作原理。利用CATIA建立三维模型,通过ADAMS对该装置进行了运动学仿真分析。分析表明,该装置能够实现自动化补弹,提高补弹速度。     

弹丸在高速侵彻过程中能量消耗的影响因素分析

针对实际弹靶试验中存在的靶板不规则和固定方式对试验结果的不确定影响,采用数值仿真的方式对靶板在不同的边界条件和不同几何尺寸下的弹丸耗能做了对比研究。将500 mm×500 mm×25 mm靶板四周完全固定作为基准,通过改变靶板几何尺寸和四周的固定方式,研究在入射条件不变时弹丸出靶速度和弹丸动能消耗的变化,得到的结果显示,平头弹侵彻过程中的耗能较球头弹和锥头弹更多,但靶板面积的变化对耗能比的影响不大,依仿真结果对相关试验方式给出了具体建议。     

同旋向供弹单元设计与仿真优化

同旋向供弹单元结构紧凑,更适合应用于对空间布局有特定要求的无链供弹系统中。为了最大程度降低同旋向供弹过程中炮弹的速度变化量,分析了同旋向供弹单元设计输入参数,以某自动机供弹系统中的同旋向供弹单元为例,建立了动力学分析模型,根据工程设计特点,进行了多输入参数的仿真分析,分析过程及结果对无链供弹系统的优化设计提供了一定的参考。