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。