某迫击炮击发机构关键部件仿真分析

某迫击炮拉发机构在长期射击试验过程中,拨爪受到拨爪轴、击锤和套筒的冲击载荷作用,导致击发机构中的拨爪出现了断裂失效。为研究其损坏的力学机理,在对击发机构结构组成和机构动作分析的基础上,采用模块化、参数化的有限元建模方法,建立击发机构有限元模型。仿真分析不同工况下击发机构的动态特性,得到了不同工况下拨爪所受应力最大值以及最大值所在的位置,通过应力变化分析找出了拨爪的薄弱环节,即易断裂的位置;在此基础上对击发机构进行疲劳分析,得出易失效位置的寿命。结果表明,拨爪在爪尖处和拨爪孔几何形状突变处受到应力较大,容易发生疲劳失效,但应力最大值小于材料屈服极限,但是疲劳寿命较小,因此易出现断裂。该仿真结果与实际失效情况相符,同时为优化击发机构、减小应力集中、解决拨爪破裂故障提供了理论参考。     

冲击载荷作用下座钣与卵石炮位耦合特性仿真研究

卵石炮位是考核迫击炮作战性能的重要工况之一,卵石颗粒是一种离散介质,具有连续性特点的有限元网格模拟冲击载荷作用下卵石的运动具有很大的难度。基于有限元与离散元(FEM-DEM)耦合的方法,提出了一种迫击炮在卵石炮位射击的数值模拟方法。建立了具有连续介质特性的迫击炮全炮有限元模型及具有离散介质特性的卵石离散元模型,实现两者的有限元-离散元耦合建模;对整体模型进行重力作用下的密实计算;研究了相同冲击载荷工况下座钣在不同颗粒直径卵石炮位的动态特性,仿真结果与测试值吻合较好。研究表明：在冲击载荷作用下,座钣在卵石炮位上会经历后坐、复进和反跳3个过程,座钣后方的表层卵石颗粒会在座钣的撞击下向后上方飞溅;座钣后侧面筋板受力状况比较恶劣,且随卵石颗粒直径的增大,受力数值和分散程度增大,座钣位移也随卵石颗粒直径的增大而增大。该研究为迫击炮在卵石阵地上发射时座钣的动态特性计算和座钣结构优化设计提供了重要的理论参考价值。