侵彻数值仿真中网格密度对单元失效应变影响分析

[目的]旨在解决数值模拟平头弹对金属板的侵彻问题中,网格尺寸对单元失效应变取值和弹体剩余速度的影响。[方法]应用有限元软件LS-DYNA对Q235钢材料单轴拉伸实验进行数值仿真,结合实验中试样断裂时的伸长量得到该网格密度下的单元失效应变,绘制出失效应变随网格密度变化的曲线并进行动态修正;然后,进行平头弹侵彻Q235钢板的数值仿真,并对靶板进行不同尺寸的网格划分。其中Q235钢材料的单元失效应变按修正曲线取值,将弹体的剩余速度与实验结果对比,分析数值仿真中网格密度对金属板抗侵彻问题仿真结果的影响。[结果]研究表明,数值仿真中选取的单元失效应变应随网格密度的增大而增加,在金属板的抗侵彻问题中随着网格密度的增大,对弹体剩余速度预报的仿真结果逐渐收敛并与实验结果相近。当网格尺寸为0.5 mm时,研究速度段内数值仿真与实验拟合曲线的平均相对误差最小,为5.13%;仿真与实验的误差在低速段更大,且低速度段弹体剩余速度对网格密度更加敏感。[结论]相关计算方法及研究结果对弹体侵彻问题中网格密度和材料失效应变的取值及变化规律具有一定参考价值。

内置式永磁电机转子辅助槽的转矩脉动抑制设计

针对内置式永磁电机的转矩脉动抑制问题,本文首先基于麦克斯韦应力张量方程分析了转矩脉动的主要产生机理,并采用转子开辅助槽设计降低电机转矩脉动。为确定辅助槽的相关设计参数,基于田口法创建正交试验,通过平均值分析得到了使转矩脉动最小的辅助槽相关参数。通过设计最优转子辅助槽方案,主要减小齿槽谐波的影响,从而使电机转矩脉动降低14%左右,同时电机平均转矩小幅度提高。本文研究内容对内置式永磁电机转矩脉动的分析及相关优化具有一定的工程意义。

截卵形弹体侵彻加筋板架结构数值仿真

[目的]基于数值仿真,对弹速范围内加筋板架结构的抗侵彻性能、吸能模式及不同加筋类型对弹体飞行姿态的影响进行研究。[方法]应用有限元软件LS-DYNA对截卵形弹体侵彻加筋板架结构的过程进行数值仿真,并将数值仿真结果与实验结果进行对比,验证数值仿真方法的可靠性。改变弹体的初始速度,分别运用动量法、等效质量法对弹体剩余速度进行预报,比较不同方法在各速度段的适用性,提取加筋板架结构不同区域的变形能,从而分析弹体初速度对加筋板架结构吸能模式的影响。最后改变加强筋的结构,分析着弹点与筋相对位置关系对弹体侵彻姿态的影响。[结果]研究表明,当弹体初速度在300~900 m/s范围内时,对于弹体侵彻加筋板架结构的剩余速度预报,等效质量法相较于动量法准确性更高,加筋板架结构的变形能所占弹体损失能量的比例随弹体初速度的增加而减小,T形筋加筋板架结构对弹道的影响程度大于矩形筋加筋板架结构。[结论]相关计算方法及研究结果对加筋板架结构的抗侵彻研究及工程应用具有一定参考价值。