狙击步枪枪管动态特性分析

摘要：针对精确狙击步枪射击时枪管的振动影响射击精度的问题,对不同外形结构下的精确狙击步枪枪管进行 动态特性分析。以狙击步枪枪管模态分析为基础,通过在有限元软件ANSYS 中对不同外形结构的狙击步枪枪管进 行瞬态响应分析,并研究枪管在火药气体作用力下的动态特性,得到了枪口中心点的位移及速度响应。分析结果证 明：在长度及重量基本相同时,锥形结构枪管的刚度较大,其枪口的位移响应及速度响应较小。该结果对狙击步枪 枪管的结构设计有一定的参考价值。     

小口径步枪枪管在连续单发射击下热效应特性

为分析小口径步枪枪管在热载荷和周边零件作用下热效应对枪管性能的影响,开展枪管表面有无周边零件对枪管温度场和热变形场差异研究.基于初始条件和热边界条件,在有限元分析软件ANSYS中建立高温火药气体热作用下三维枪管及周边零件的热-结构耦合模型.将热电偶固定在枪管表面,并对枪管表面10个位置进行温度测量,实验结果与仿真结果基...     

持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形特性数值分析

针对持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形预测问题,建立枪管的热弹耦合轴对称有限元计算模型, 通过与实验结果对比,验证了模型的正确性。计算获得了连续射击150 发过程中枪管温度和变形情况,分析了枪管 壁厚和射击频率对枪管瞬态温度和变形影响情况。计算结果表明：小口径自动步枪枪管外径越大,150 发连发射击 后残余温度和径向热弹变形越小;射击频率降低15%,对枪管150 发射击后的残余温度和径向残余变形影响不大。     

某大口径机枪枪管的瞬态热弹耦合动力响应分析

以某大口径机枪枪管为研究对象,建立了枪管的热弹耦合模型,使用与温度相关的材料模型,计算了枪管在高频循环动态热脉冲和动态压力脉冲共同作用下的瞬态温度响应和瞬态应力响应,分析了热脉冲与压力脉冲的耦合效应,并对拟静态计算法和动态全耦合计算法进行了比较.研究表明:热脉冲与膛压脉冲的动力响应具有表面效应,枪管内膛表面承受脉冲冲击最强,动力效应最大,动力效应沿径向向外迅速衰减;热脉冲与膛压脉冲在内膛表面耦合效应十分明显,采用动态全耦合方法进行计算更加准确.     

钛合金轻质枪管热-结构耦合分析

为分析高温高压火药气体对钛合金枪管热性能的影响,以某型小口径钛合金轻质枪管为研究对象,建立基于ANSYS平台的枪管热-结构耦合分析模型。采用直接耦合方法,利用ANSYS参数化设计语言（APDL）编程计算枪管在高频动态热脉冲和动态压力循环作用下的温度场和瞬态应力响应,并对计算结果进行实验验证。研究结果表明：热脉冲和压力脉冲的耦合作用显著;钛合金的材料性能能满足枪管的设计要求。     

高热可靠性电子器件热变形模拟

电子器件热变形的模拟对于提高器件的热可靠性有着重要意义 .以一种可靠性要求很高的电子器件——火箭点火用固态继电器作为研究对象 ,采用三维有限元程序对固体继电器工作时内部的热变形进行计算和分析 ,所得到的计算结果与热变形实验测试结果一致     

热变形对陀螺加速度计安装误差的影响分析

在建立陀螺加速度计误差模型的基础上，研究分析了试验工装的热变形对陀螺加速度计的安装误差测试产生的影响。     

LZ92镁锂合金热变形行为

LZ92镁锂合金在210～300℃、0.001～1 s^-1条件下进行等温压缩试验,分析合金流变行为,根据应力峰值建立合金的热变形本构方程。结果表明:应力峰值随变形温度升高而减小,随应变率增大而增大。该本构方程能较好预测合金的应力峰值,变形激活能Q为108 291.51 J/mol。试验验证,该本构方程预测的应力峰值精度较高,平均相对误差为8.55%,相关系数为0.98。     

耐热钢热扭转变形行为研究

以EA4T奥氏体耐热钢为试验对象,分析其热扭转变形行为,用NWS500微机控制热扭转机,在温度为800～1 200℃,应变率为0.01、0.1、1、10 s-1时,进行热扭转变形。结果表明:应变一定时,应力-应变曲线出现峰值,且随应变率降低、温度升高而降低;应变率与应变一定时,提高温度,扭转热变形抗力下降,温度为1 100～1 200℃时,变形抗力小于250 MPa,此时奥氏体耐热钢加工性能最优。     

退火态TC4钛合金热变形本构关系的研究

利用Gleeble-3800热模拟机对TC4钛合金在550~800 ℃温区进行热变形试验研究。通过真应力、真应变分析得到TC4钛合金峰值应力随温度升高而降低、应变速率增大而升高,确定了550~800 ℃温区热变形激活能、建立了流变应力本构关系以及峰值应力与温度和变形速率之间的函数关系。通过热变形模拟为TC4钛合金热加工参数的合理制定与控制提供依据。     

枪管污染和发热对狙击步枪射击精度的影响

为研究高精度狙击步枪在训练和作战使用时,由于射击导致枪管污染和发热后,枪械再次射击时的射击精度变化情况,以国内已经大量装备的某型7.62 mm高精度狙击步枪为研究对象,制定实验方案,在室内靶场100 m射击距离上,采用精度射击试验台对某型7.62 mm高精度狙击步枪进行射击精度试验,分析枪管污染程度和温度随射弹量的变化规律,探讨枪管污染和发热对高精度狙击步枪射击精度的影响。结果表明：射弹量在1个弹药基数内,随着射弹数的增加,高精度狙击步枪枪管内膛污染加重,枪管温度明显升高,但显著低于小口径步枪;无论是枪管污染加重还是枪管温度升高,对高精度狙击步枪100 m射距处的射击精度均无明显影响。用户不需要在1个弹药基数内频繁擦拭枪管,也不需要分别在冷、热枪管状态下进行射校矫正。     

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。     

金属内衬对复合材料身管热性能影响分析

采用金属内衬外部缠绕纤维增强复合材料,可以减轻纯金属身管质量,提高身管刚度。为了详细分析复合材料身管金属内衬对身管热性能影响,运用有限差分法建立了武器发射时复合材料身管瞬态数值传热模型,并结合多个设计方案编制通用程序对金属内衬影响复合材料身管热性能进行数值定量分析。结果表明金属内衬厚度对于复合材料身管的传热性能有很大的影响,内衬层越厚对提高复合材料身管热性能越有利,但影响减重,因此在复合材料身管的综合优化设计中必须有重点综合考虑。     

基于异常压力场的火炮身管断裂失效再现数值模拟

针对某坦克炮实弹射击出现身管断裂失效的情况,采用问题再现、原因分析、计算分析和效果验证等研究方法,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,以等量TNT爆轰产生的高压气体流场近似代替实际火药气体作用,采用基于显式积分的拉格朗日-欧拉耦合算法解决流体与固体的耦合,建立了高压气体与身管之间相互作用的数值模拟,解决了流体形变引起的计算困难问题。引入Johnson-Cook塑性模型以及断裂失效模型描述身管材料动力学响应,在预置初始裂纹的情况下对身管在异常内压下的动力学响应进行了数值计算及分析。数值模拟结果较好地描述了身管材料在异常压力作用下的断裂失效机理,再现了身管发生撕裂损伤破坏的过程,为火炮使用安全性以及故障分析提供了参考。     

某微型离心压气机的流场计算与分析

以某微型离心压气机为例,利用UG软件对该压气机进行建模,使用NUMECA87.3软件进行数值模拟计算,获得了压气机的流场分布情况,主要包含压力场分布参数和速度场分布参数。将计算得到的结果与压气机实际的试验结果进行对比分析,结果表明,数值模拟计算方法得到的数据与试验结果接近,说明网格划分较合理,流场的边界条件选取符合客观规律,计算方法合理可行,通过对数值模拟计算得到的离心压气机的特性规律及主要性能参数进行分析,为离心压气机后续的改进设计提供理论依据。     

坦克排气流场与温度场的计算流体力学分析

建立了坦克排气流动与传热的计算流体力学( CFD)模型,应用FLUENT软件完成三维数值分析。对排气管出口截面的气体温度与压力进行了测试,分析值与测试值符合较好。通过CFD分析得到了坦克排气流场与温度场的详细分布特性和外界环境温度与风速对排气的影响。分析结果可以为坦克排气红外辐射特征的研究提供依据。     

带有不同膛口装置的流场仿真分析

针对火炮射击时炮口压力大而导致的振动问题,设计4 种不同结构的膛口装置。通过将火药燃气引入装 置内进行膨胀再排出的方式降低装置周围的压力,结合动网格技术对安装不同装置的膛口流场进行数值模拟,通过 对比无装置时炮口周围压力的下降程度来判定各装置的效果,并根据数值仿真结果对不同装置的降压效果进行分析。 计算结果表明：与无装置时相比,安装膛口装置后炮口周围压力明显降低,对该装置结构的进一步设计具有一定的 参考价值。     

基于集成学习的设备流场性能分析与应用

为解决某高速设备试验中流场性能实时分析的问题,对该设备的数据采集与分析技术展开研究。阐述某 高速试验设备数据特点和性能分析的需求,对采集的数据进行可信度校验;针对其各核心系统模块中不平衡样本数 据,基于Bagging 集成学习对各个核心系统进行建模分析,实现对该设备的流场性能分析。实际应用结果表明：该 方法能完成对核心系统的流场性能分析,提高对该设备的智能管控水平。     

底排推进剂瞬态泄压工况下燃烧流场特性的数值模拟

针对底排弹出炮口泄压瞬间燃烧失稳问题,建立了AP/HTPB底排推进剂燃烧流场的二维轴对称非稳态模型,通过数值模拟获取了底排模拟装置在瞬态泄压工况下的流场特性。结果表明: 在泄压过程中,燃烧室内压力、密度和温度沿轴向迅速下降,速度沿轴线迅速升高,且各流动参数的变化梯度逐渐减小;底排推进剂燃气的加入导致燃烧室内密度沿径向降低,而温度沿径向升高;燃烧室内压力随时间变化的计算值与实测值吻合较好。