动能弹模拟发射装置俯仰门架有限元设计

针对动能弹发射过程中易对整个装置各构件的强度造成破坏的问题,研发一种模拟发射装置。分析动能弹发射器装置组成及俯仰门架受力,运用有限元的方法,对模拟装置的俯仰门架进行静动态的设计及分析。通过静态分析(刚度和强度分析)得到俯仰门架在静载荷作用下产生的最大位移以及最大应力,通过动态分析,了解到其动态性能。分析结果表明：该设计能够使俯仰门架满足动能弹模拟发射装置需要,并为其他构件的设计提供了有益的参考。     

发射装置支撑刚度对火箭弹初始扰动的影响研究

针对某实验火箭弹发射装置的支撑刚度与火箭弹初始扰动的关系问题,采用多刚体动力学仿真分析和实验验证相结合的方法进行了研究,实验通过设计刚度可调装置及采用光学杠杆测量等方法来实现。结果表明：发射装置支撑刚度的大小对弹的初始扰动有影响,并且随着刚度值的变化,弹的初始俯仰角速度曲线存在极值。     

某发射装置结构力学特性分析及优化设计

以某发射装置为研究对象,为减轻发射装置的重量、方便拆装并改善其静动态性能,对发射装置进行拓扑优化,以得到更优的发射装置结构。在对装置进行受力分析的基础上计算出其工作时的受力大小,利用SIMP插值方法建立了拓扑优化数学模型,使用solidThinking Inspire软件对发射装置分别进行以静态刚度最大和以静态刚度、动态平均频率最大为目标的多目标拓扑优化,得到发射装置拓扑优化结果。结合实际情况,在Pro/E软件中重构发射装置三维模型,将模型导入ANSYS分析其应力和模态。经过检验,新的发射装置与原来的相比重量减轻了近一半,其静动态性能更优,说明优化结果合理。     

车载导弹发射架结构有限元分析与拓扑优化设计

发射架是车载发射装置的关键承力构件之一，其结构刚度和固有频率等静动力学特性对导弹发射精度具有重要影响。以某车载导弹发射架为研究对象，通过多种行军过载和载弹工况的有限元建模与分析对比，研究发射架的受载特点，提出导弹装填、卸载和发射作业序列规划的一般指导原则。进而对发射架结构进行多工况条件下的拓扑优化，讨论挤压约束、最小和最大尺寸约束对拓扑优化结果的影响。根据拓扑优化构型对发射架进行重构设计，对优化设计进行有限元校核分析。分析结果表明，与原有设计相比，拓扑优化设计后的发射架结构减重超过10%,且几乎所有考虑工况下的刚强度均得到改善，刚度最大增幅达到21.47%,等效应力最大降幅达到31.97%;前6阶固有频率提升超过12%,对于减小发射扰动具有重要意义。     

炮弹模拟发射过程的动力学建模与试验

针对炮弹发射过程,设计了一种能够模拟膛内最高压力及炮口压力的发射装置,描述了此装置的结构及其工作原理,建立了工作过程的数学模型,给出了试验与计算机数值计算结果的对比分析.结果表明此装置可以较好地模拟火炮膛内及炮口压力,只需更换不同的连接体,就可用于各种口径弹丸零部件的测试,为大口径炮弹弹底零部件强度、工作可靠性等性能的考核提供了一种有效方法.     

气炮驱动猎枪试验系统

为了研究火炸药的安全性能,建立了用于火炸药危险性评估的猎枪试验系统.系统中的发射装置采用气体炮代替猎枪作为发射弹丸的激励源,配以实时速度测量系统和弹丸撞击、回收系统.通过建立的弹丸发射装置,在不同速度水平下,用模拟弹丸进行发射试验.结果表明:发射速度在250m/s以内时,装置最大测量误差小于2%;设计的弹托分离系统能有...     

基于ABAQUS的火箭发射装置振动特性分析

采用Pro/Engineer三维设计软件,建立6管旋回俯仰火箭发射装置三维模型,将模型导入ABAQUS/CAE环境中,建立了火箭发射装置有限元模型。通过有限元模型模态分析,获得火箭发射装置前4阶频率和振型,并分析计算了基频共振情况下火箭发射装置的变形和应力,找出结构潜在的问题,提出解决措施。通过对6管旋回俯仰火箭发射装置实物样机振动台试验,验证了有限元计算分析结果。研究结果表明有限元分析方法一定程度上解决了火箭发射装置振动特性分析理论性不足问题,提高初始设计可信度。     

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。     

大口径自行火炮射击模拟装置设计

火炮发射时会受到多种载荷的作用,不仅对炮身强度造成重复性破坏,还对发射精度产生影响。在分析火炮射击时受力情况的基础上,研发了一种射击模拟装置,可以模拟火炮射击时的冲击载荷。该装置可以根据发射装置的型号,调整加载姿态、加载强度,实现对多种型号发射装置的模拟加载。并对研发过程中的关键技术及相应解决方案做了详细的描述,可以对同类设备开发起到参考作用。     

动能弹对某型弹道导弹发动机的毁伤效应研究

为了研究动能拦截器对某型弹道导弹的拦截毁伤效应,采用 ANSYSY／LS-DYNA 有限元软件模拟动能拦截器对弹道导弹发动机壳体的拦截,并对仿真结果进行分析。结果表明：发动机壳体材料的弹性模量、延伸率、强度越高,动能弹撞击下产生的应力越大;动能弹的相对速度较高,容易穿透发动机壳体。     

基于数值仿真的弹丸发射强度分析方法

针对现有弹丸发射强度计算存在的不足,提出一种基于数值仿真的分析方法.通过对弹丸发射过程中力学仿真应用方法的分析,以实例说明发射强度仿真模型的建立及分析类型的选择,得到弹丸在发射过程不同时刻的强度参数结果,计算结果与实弹实验结果基本吻合.结果表明,该方法可为类似弹丸的发射强度研究提供理论参考.     

超高射频武器系统弹丸强度的有限元分析

通过对超高射频武器的系统结构和弹丸结构的分析,研究了超高射频发射中弹丸的受力情况,建立了弹丸强度的有限元分析模型,通过仿真得出了发射过程中弹丸轴向形变及等效应力的分布情况,结果表明支撑腿与弹体的结合部受到的等效应力最大,是最易受到破坏的部位,并对弹丸结构设计和材料选择提出了建议.     

枪弹动态挤进阻力理论与实验研究

枪弹挤进过程具有非线性、瞬时性等特征,对枪管寿命和射击精度有着重要的影响。为揭示弹-枪相互作用机理,通过理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,开展枪弹动态挤进阻力模型研究。采用显式动力学有限元方法,借助Abaqus软件模拟枪弹动态挤进过程。利用多参数同步测量技术进行动态挤进实验,验证数值模拟的有效性。基于完全非弹性碰撞假设,考虑弹头材料静态强度、动态变形力和高速运动下摩擦力的作用,结合弹头运动、弹-枪结构参数,构建动态挤进阻力模型,分析影响挤进阻力的关键因素,并与数值模拟进行对比。结果表明,动态挤进阻力先增大后减小,在弹头圆柱部完全嵌入坡膛时达到最大值,弹头挤进速度和挤进过程中的体积变化率为影响动态挤进阻力的关键因素,该模型理论值与数值模拟结果一致性较好,能准确描述弹-枪相互作用过程。研究成果可充实枪弹设计理论,为轻武器系统优化提供理论参考。     

弹体撞击作用下平纹织物的动态响应分析

利用LS-DYNA有限元软件模拟弹体撞击作用下平纹织物的动态过程,分析织物断裂前的变形特性以及能量吸收特性,讨论边界约束条件和弹体形状对织物动态响应的影响。结果表明:纱线应变能和纱线动能是弹体动能转变的最主要形式,在给定计算的时间内,对于四边无约束、对边固定约束和四边固定约束3种边界条件,不论弹头形状采用平头、半球头和卵形头中的哪一种,两者之和占弹体动能损失量的比例不小于74.6%。模拟结果还表明,边界约束条件和弹体形状对织物的变形、应力分布以及能量吸收特性均有明显影响。边界条件不同,纱线动能和纱线应变能占弹体动能损失量的比例会发生较大变化,织物的能量吸收特性也不同。弹体头部形状不同,受撞击区影响的纱线数目也不同,弹头越钝,织物中抽拔出的纱线数目越多。从织物结构的抗弹性能角度看,织物结构抗钝头弹体的穿透能力要优于尖头弹体。     

炮弹飞行运动状态的全局灵敏度分析

出于外弹道测试或导航控制等需要,常在炮弹上安装各种用于飞行状态测量的装置。由于炮弹在发射及飞行中的状态受到各种随机因素的干扰,直接影响弹载测量装置的输出。为了更好地开展试验设计及相关数据处理工作,采用三轴陀螺仪测量炮弹转动角速度、三轴加速度计测量弹丸加速度、磁力计测量炮弹姿态角的方案,以五自由度刚体弹道方程组为基础,采用基于蒙特卡洛打靶的Sobol’全局灵敏度分析方法,就3种传感器的输出对初速跳动、起始扰动等因素的敏感程度开展定量研究。定量分析结果表明,初始偏航角速率和初始俯仰角速率对陀螺仪沿弹体径向的输出、加速度计沿弹体径向的输出和磁力计轴向输出的影响较大,初速对陀螺仪轴向输出和磁力计沿弹体径向的输出的影响较大,阻力系数对加速度计轴向输出的影响较大。     

弹载测试电路模块缓冲防护结构设计及优化

火炮发射环境易引起弹载电子设备的损坏,为了确保测试工作的可靠完成,设计了弹载测试装置电路模块抗冲击振动的缓冲防护结构。通过建立弹炮耦合模型及测试装置的有限元模型,采用数值计算模拟了弹丸发射过程并分析了测试电路的应力分布状况;从应力波传播及能量吸收的角度探讨了缓冲机理,初步设计了弹载测试装置缓冲防护结构;利用 iSIGHT与 ABAQUS的联合仿真优化,对缓冲防护模块进行了结构参数优化,优化后的测试电路防护结构最大应力降低了65.1％,缓冲防护效果显著,对该类结构的设计研究具有一定参考价值。     

气囊动能弹致伤效应分析

为考核气囊动能弹的致伤效应,首先利用控制容积法对气囊静态充气膨胀过程进行了仿真分析,所设计的气囊系统能够在10 ms内完成充气膨胀,形成半轴长分别为60 mm、60 mm、50 mm的椭球形气囊.其次,利用ANSYS/LS-DYNA软件对气囊动能弹以70 m/s、80 m/s、90 m/s的初速对人体的动态打击效应开展了仿真研究,得到了气囊动能弹的打击效果图、应力分布云图等,仿真表明速度为80 m/s条件下气囊动能弹具有良好的非致命效应和打击效果.     

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.     

动能弹侵彻混凝土靶性能仿真与研究

应用空腔膨胀理论建立了动能弹侵彻混凝土靶的动力学模型,对动能弹侵彻混凝土靶进行了理论计算。同时,应用HJC损伤本构模型对侵彻混凝土靶进行了有限元数值模拟,对数值模拟与理论计算得到的弹体出靶后的剩余速度及穿靶中的冲击过载进行分析,结果表明理论计算与数值模拟结果数据吻合较好。