某弹丸发射安全性仿真分析研究

为评估某弹丸的发射安全性,基于非线性有限元方法建立精确的弹丸发射系统动力学分析模型.对比分析仿真结果和试验数据,基于上述动力学分析模型,研究发射过程中弹丸质量偏心、推力偏心以及滑块与导轨之间间隙对弹丸横向过载的影响.仿真结果表明:在发射过程中,弹丸质量偏心、推力偏心越大,弹丸横向过载越大,发射系统安全性越差;滑块与导轨之间的间隙越小,弹丸在导轨内的碰撞越剧烈,发射安全性越差.     

基于COMSOL的电磁发射一体化弹丸动力学分析

为了实现高效、精确的电磁发射一体化弹丸效果,深入理解一体化弹丸在电磁场中的动态响应和运动特性,通过采用基于COMSOL的电磁场仿真模拟方法,结合理论推导和数值计算,对电磁发射一体化弹丸的动力学行为进行了系统的研究。建立了有限元模型,对弹丸在电磁场中的受力情况进行了描述和分析;利用COMSOL软件进行仿真,得到了弹丸在电磁发射过程中的速度和位置等关键参数;并得到相关的磁场特性。通过对仿真结果进行分析,深入了解弹丸在电磁场中的运动轨迹和磁场特性,进一步揭示其运动特性和响应机制,为电磁发射技术的进一步发展提供重要的参考和指导。     

配用弹底引信的弹丸-引信系统发射强度有限元分析

为设计及膛炸原因分析提供参考,应用有限元分析软件ANSYS对配用弹底引信的某小口径高射炮多用途弹丸-引信系统进行了弹塑性静力学分析,给出了引信与弹体连接螺纹分别为M26和M25时弹丸-引信系统在最大膛压作用下的应力分布状况,并讨论了危险区域。正常弹道环境下连接螺纹为M26和M25的弹体和弹底引信强度均能满足发射安全性要求。引信与弹体连接螺纹由M26减小为M25后,由于引信体底部也相应加厚．故弹丸-引信系统能承受的最大压力增大了约7％。     

串联发射弹丸挤进过程数值仿真与分析

为研究串联发射的弹丸在不同起始速度下动态挤进膛线的力学机理与运动特点,以30 mm火炮为对象分析了串联发射方式的内弹道物理过程,建立了弹丸与坡膛的有限元模型,采用LS-DYNA软件进行了挤进过程的有限元仿真。研究结果表明:挤进过程中,弹带变形规律不受挤进起始速度的影响,均是逐步被膛线刻槽并发生塑性变形;起始速度由5 m·s~(-1)增加至400 m·s~(-1),弹带等效应力峰值从611.8 MPa升高至717.5 MPa,弹带塑性应变最大值从0.89降低至0.75,挤进阻力峰值从为20.3 k N提高至22.9 k N,挤进完成后的摩擦阻力从0提高至3.5 k N,挤进起始速度增加导致了弹带材料应变率、塑性流动应力与挤进阻力的改变,影响弹丸挤进后的内弹道过程;3发弹串联发射时,首发弹20个节点轴向速度的标准差为8.3 m·s~(-1),后续弹分别为18.2,26.7 m·s~(-1),后续弹挤进时的振动冲击效应较首发弹显著。     

2 种方式装药弹丸侵彻混凝土的安全性仿真

为获得弹丸炸药装药动态响应规律,以某型号舰炮为原型,利用LS-DYNA进行原比例建模.构建圆柱形和圆台形2种装药方式的弹丸模型,对其侵彻混凝土靶板过程进行仿真,获得炸药装药应力曲线及炸药爆轰后的压力曲线.结果表明:圆柱形装药弹丸未完全穿透靶板,发生早炸;圆台形装药弹丸完全穿透靶板,未发生爆轰;圆台形装药方式可有效减小侵彻时装药与弹壳相互碰撞的机率,提高侵彻安全性.     

高过载条件下弹丸材料所受应力的数值仿真

弹丸在发射过程中承受着复杂的载荷,这些载荷很难计算得出数值解析解。通常采用数值模拟法去仿真弹丸的发射过程,利用计算机模拟弹丸所受到的各种载荷。弹丸所受到的载荷简化为轴向载荷、径向载荷和环向载荷,并仿真模拟弹丸的初速度与实际的测试速度相一致。得出各个时刻弹丸各部分的应力值,依据材料的力学特性便可以对弹丸各部分进行强度校核,为弹丸设计工作中材料的选择提供理论依据。     

高速旋转弹丸炸药装药在膛内运动中底层温度的数值模拟

针对装填压装药柱的高速旋转弹丸发射安全性问题,基于摩擦产热-热传导-升温理论,建立弹丸炸药装药在膛内运动过程中因摩擦引起的温度变化计算模型。以某大口径高速旋转弹丸出膛后掉弹事故为计算实例,采用通用仿真分析软件LS-DYNA数值模拟该弹丸在膛内运动全过程,获取装药底面压力和装药与弹体相对角速度随时间变化规律,并结合MATLAB软件获取其具体函数形式,最终计算得到装药在膛内运动过程中的温度变化。计算结果表明：环境温度为50 ℃时,膛内炸药装药与弹体发生显著相对转动,在装药底面发生强摩擦、产生大量热量,向装药热传导后致使底层炸药升温,温度最高达302.3 ℃,远高于炸药热分解温度;热点将在装药表面大量产生,并在弹体内密闭空间快速成长,最终引发装药燃爆,造成掉弹事故;所提计算方法可为该类弹丸炸药装药结构设计和工艺改进提供理论参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的全炮管模型弹丸发射动力学有限元仿真平台的建立

为提高弹丸发射动力学分析的精度和效率,文中针对炮管和弹丸结构的复杂性和规律性,充分考虑弹丸膛内运动过程中身管对弹丸运动、受力的影响,运用VC++对ANSYS/LS-DYNA进行了参数化二次开发,建立了弹丸发射有限元集成平台。并结合某项目,进行了基于该仿真平台的弹丸发射动力学仿真分析,并与试验结果取得了较好的一致性。证明了该参数化平台的有效性。     

新型导弹贮运发射箱前开关盖机构的动强度预测

基于 CFD 软件分析了导弹自由射流流场特性,并提出了一种计算流场中物体载荷的简化模型;采用有限元方法建立了发射状态下导弹贮运发射箱前开关盖机构的动力学模型;潜助接口编程,模型可根据导弹及盖体姿态自动计算盖体上的压力分布,并实现此分布作用的加载;计算模型的结构失效方式与加载实验基本一致;根据计算结果分析了导致结构强度问题的原因,并提出了对该机构进行改进的总体思路。     

悬臂式电磁发射导轨及壁板在发射状态下的强度分析

为进一步研究电磁炮的模型理论,建立了方型电磁发射装置的双层弹性基础悬臂梁模型。简化导轨和壁板为上、下梁,用解析法求解其在工作状态下的动态响应,并使用数值法求解与之比较。研究结果显示：解析法和数值法的计算结果较为吻合,解析法的可靠性在一定程度上得到了验证;双层弹性悬臂梁动态响应的最大值发生在距起始位置0~0.5 m范围内,且上梁的响应比下梁的大。研究结果可为电磁炮的强度分析以及设计提供一定参考。     

某雷达多连杆倒伏机构运动学和动力学仿真

针对某雷达倒伏机构轻量化、小型化、空间受限等问题,提出双摇杆多连杆倒伏机构解决方案,采用封闭矢量原理和辅助几何解法进行设计分析,运用计算机辅助工具Matlab/Simulink和SimMechanics相结合建立3维动态仿真模型,对机构进行机电一体化的动态仿真和优化设计,并分别得到原动摇杆转动副、从动摇杆转动副的角度、速度、加速度和驱动力曲线结果.仿真结果表明:该方法充分展示了连杆倒伏机构的运动和动力特性,验证了其设计可行性,为传动结构和控制系统的设计提供了重要依据.     

基于ADAMS的多管火箭炮动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,研究多管火箭炮武器系统加装缓冲装置发射时期的动力学特性。根据火箭炮系统的几何模型简化出适合动力学仿真的物理模型,在ADAMS软件平台下建立系统仿真样机,编制仿真发射程序,对比有无缓冲装置条件下火箭炮系统的俯仰轴和方位轴所受冲击扰动力矩和底座的受力的情况,为多管火箭炮系统的设计和试验提供参考数据,有效缩短火箭炮系统开发周期,节省研制经费。     

基于空间六自由度机械臂的逆运动学数值解法

针对解析法只能用于特殊构型的机械臂且求解过程复杂、计算量大的问题,提出一种适用于大多数串联型机械臂的数值迭代逆运动学求解方法.利用该方法,求解自主研发的空间六自由度机械臂的运动学逆解,并通过仿真证明该方法的可靠性.     

基于Fluent/Simulink的水下发射系统发射阀流场数值仿真

发射阀是水下鱼雷发射系统的重要部件,其流量特性决定了鱼雷发射内弹道及相关的发射系统瞬态特性。为研究发射阀内部流场规律,提出了基于可压缩流体力学控制方程描述发射阀处流体流动和1D常微分方程描述气瓶与气缸热力学特性,采用商用计算流体力学软件FLUENT和1D仿真软件Simulink联合仿真的方法对发射阀的内部流场进行了数值模拟。由数值计算得到的发射阀质量流率与解析结果具有很好的一致性,从1个侧面验证了计算流体动力学（CFD）模型的正确性。所获得的数值模拟结果可为进一步研究水下鱼雷发射气动系统的流致振动与气动噪声等特性提供参考。     

基于仿真与数据挖掘的运载火箭测发故障分析方法

为使相关运载火箭测试发射仿真系统能够在故障分析方面得到应用,研究了基于仿真与数据挖掘的测试发射故障分析方法。对测试发射仿真系统故障注入、故障特征提取以及基于数据挖掘的故障分析等过程进行了设计与说明。实际应用证明,将仿真与数据挖掘相结合的测发故障分析方法有效地解决了故障知识获取的瓶颈问题,同时提高了相关故障分析工作的效率与质量。     

降落伞ー旋转弹系统落速及转速数值模拟

降落伞一旋转弹系统具有复杂的动力学特性，为研究其下落速度与转速的变化过程，在准定常假设下，应用降落伞一旋转弹系统动力学及计算流体动力学对其进行数值模拟。计算中不考虑水平随机风对降落伞一旋转弹系统的影响，不计降落伞、伞绳及旋转弹流场的相互影响，对降落伞及旋转弹流场分别进行数值模拟，所得竖直方向速度及弹的转速随时间变化曲线与空投试验结果相符较好。该方法具有通用性，可应用于一般情况下降落伞一旋转弹系统设计分析及指导降落伞一旋转弹系统投放试验。     

弹丸对混凝土板侵彻的MCA方法数值模拟

根据非均匀材料的细观特征，从运动学的基本原理出发，推导出适于高速侵彻的移动元胞自动机法的计算模型．在模型中采用了位移、应力、体积应变等三个破坏准则。应用该模型对弹丸以不同速度侵彻混凝土靶的破坏过程进行数值模拟．给出弹靶的破坏变形过程．得到了侵彻深度与速度的关系曲线。并将弹丸侵彻混凝土的计算结果与Forrestal经验公式计算和试验结果进行对比．吻合较好．说明该计算方法可以有效地计算和模拟高速侵彻问题。