身管内膛涂层界面裂纹的应力强度因子分析

针对火炮身管内膛的损伤、裂纹扩展及涂层剥落问题,基于断裂力学理论,结合有限元分析软件ANSYS对火炮身管内膛涂层界面裂纹进行仿真分析.应用APDL语言对内膛基体与涂层的界面裂纹结构进行参数化建模,对裂纹尖端应力场进行分析,探究不同裂纹尺寸、载荷等因素对界面裂纹扩展及I型、II型应力强度因子的影响.结果表明,I型、II型...     

典型构件疲劳微裂纹全寿命预测方法研究

基于损伤力学理论建立金属疲劳裂纹损伤模型,结合有限元法预估疲劳微裂纹萌生及扩展全寿命。引入附加载荷法,实现了对刚度矩阵的连续计算,应用Matlab编程计算,通过对单个单元的损伤计算,得到了单元从无损到破坏过程中等效应力的变化,进而给出疲劳裂纹损伤模型,并对不同规格金属试件的疲劳寿命预估。将计算结果与试验结果进行对比,得到的相对误差在接受范围内,验证了该模型的准确性,对于研究金属试件微观损伤以及疲劳寿命预估具有重要的参考意义。     

变攻角火箭深弹空泡形态及阻力特性研究

利用Fluent软件对火箭深弹在不同攻角状态下的空泡形态及阻力特性进行研究。通过数值模拟的方式分析空化数及攻角对火箭深弹超空泡形态以及阻力特性的影响。研究结果表明,攻角越大,空泡的不对称性越明显,空泡的稳定性越差;火箭深弹的阻力系数、升力系数及力矩系数均随攻角增加而增大。火箭深弹攻角变化的仿真结果与水洞实验结果基本一致。     

火箭深弹超空泡形态模拟研究

运用Fluent软件对火箭深弹的超空泡现象进行了数值模拟分析。基于结构化网格,运用k-ε湍流模型模拟火箭深弹在水下的运动过程,研究空化器规格、锥角及通气量等参数对其超空泡成型的影响。结果表明,火箭深弹形成临界超空泡时,速度越大,所需通气量越大;速度相同时,空化器直径越大,其形成临界超空泡时所需通气量越小。对比两种空化器形成的超空泡形态,应用圆盘倒截锥空化器更易控制超空泡的成型。数值计算结果与试验结果基本吻合。     

下潜深度对火箭深弹中部补气减阻的影响

利用Fluent软件研究下潜深度对火箭深弹阻力特性以及中部补气减阻效果的影响,通过对下潜速度和通气量两个影响因素的分析,得到下潜深度在0 ～ 200m范围内火箭深弹的阻力计算结果.结果表明,相同速度下,下潜深度越大,火箭深弹的阻力系数和表面空泡形状越小;下潜深度对中部补气的减阻效果影响较小;增大通气量,可有效地增大中部补气的减阻效果.     

具有弹性支承输流管路的振动分析

为研究截面内流速不均以及弹性支承对输流管路振动问题的影响,利用伽辽金法对考虑了流动模型修正因子的具有弹性支承的两端固定式输流管路的振动微分方程进行了推导,得到了一般形式下输流管路强迫振动稳态响应的表达式。结果发现:流动形式为层流时管路的固有频率和临界流速均小于理想流动模型(平推流模型)的值;前者的发散临界流速比后者小约13.4%,与理论结果一致;固有频率随弹簧安置位置的增加而呈现振荡的变化,但始终大于无弹性支承时的值。该方法可作为设计支承形式的基础,可以推广用来研究其他类型管路的振动问题,并为设计人员提供精确的计算结果。     

供弹机虚拟样机刚柔耦合动力学特性

以多刚体动力学和多柔体系统理论为基础,运用ADAMS软件建立供弹机虚拟样机模型,对供弹机供弹过程的运动规律和动力学特性进行分析.考虑供弹机关键部件——拨弹机构的柔性化处理,建立刚柔耦合系统模型,得到拨弹机构多阶固有频率拨和动力响应曲线,与刚体模型进行对比分析.结果表明:与刚性模型相比,刚柔耦合模型则考虑到由于构件的柔性特征在运行时的反向角速度引起的转动偏差,因此计算分析结果更符合实际工况,提高了供弹机工作的可靠性,为供了弹系统设计的合理性检验提供了重要的参考依据.     

火箭深弹水中阻力特性研究

为了进一步对火箭深弹的减阻方式进行研究,利用Fluent研究了火箭深弹在水下运动的阻力特性,得到并分析了火箭深弹下潜速度及其相对应的空泡状态与阻力特性的关系。研究结果表明,阻力成分中压差阻力占主要部分。当超空泡存在时,随着速度的减小,压差阻力增大,粘性阻力减小,阻力系数增大;当超空泡溃灭后,压差阻力减小,粘性阻力增大,阻力系数迅速减小。将仿真数据与水洞试验数据进行了对比,两者基本一致。     

基于损伤力学的疲劳裂纹萌生及扩展规律研究

针对金属构件疲劳裂纹的萌生、扩展寿命及其规律等问题,应用损伤力学理论与有限元相结合的方法,建立了计算疲劳裂纹全寿命的统一模型。引入附加载荷法,通过MATLAB编程计算,实现了对刚度矩阵的连续计算,并给出了编程的流程。通过对单个单元的损伤计算,得到了单元从无损到破坏过程中等效应力的变化;通过计算各个构件损伤单元寿命,进而给出了金属构件总体疲劳寿命。分析得到了微裂纹萌生及扩展寿命占总体疲劳寿命的80%以上,并应用有限元软件ANSYS模拟给出了缺口件裂纹萌生及扩展过程。理论计算的结果与试验数据对比基本一致,验证了本工作方法的准确性。     

带有圆盘空化器的火箭深弹阻力特性分析

应用Fluent6.3对带有圆盘空化器的火箭深弹阻力特性进行数值计算,得到火箭深弹阻力系数随速度及通气量的变化关系。结果表明：火箭深弹在水中运动时主要受到压差阻力及粘性阻力的影响,且压差阻力占总阻力的成分较大。安装圆盘空化器进行通气后,深弹受到的压差阻力得到明显改善;速度相同时,总阻力随通气量的增加先急剧减小后缓慢增加。火箭深弹的理论计算结果与水洞试验结果基本一致.