基于薄层单元法的弹体与引信系统螺纹连接模拟参数识别

螺纹连接是侵彻弹体与引信体连接的主要形式之一,针对现有动力学数值分析手段无法准确表征螺纹连接问题,提出利用薄层单元模拟螺纹连接的解决方案,并建立基于试验结果对薄层单元材料参数识别的方法。开展管螺纹模态试验研究,分析激励力幅值与螺纹松、紧连接状态对模态频率与频率响应曲线的影响,将薄层单元方法应用于管螺纹仿真计算中。结果表明:螺纹松连接状态相比紧连接状态受非线性因素的影响更大;激励力大小对螺纹松连接的测量结果影响更大;与节点固连建模方式进行比较,采用薄层单元仿真计算之后,模态频率最大误差从26.66%下降到1.35%.

基于薄层单元模型的弹体与引信系统螺纹连接参数确定方法

螺纹连接是侵彻弹体与引信体连接的主要形式之一,直接影响着弹体与引信系统振动响应特性。针对现有数值仿真手段难以准确表征螺纹连接的问题,提出用薄层单元模拟螺纹连接的有效方案,结合理论与试验研究建立薄层单元材料参数的确定方法。基于螺纹连接弹性模型与薄层单元理论推导出薄层单元的材料参数;将薄层单元材料参数传递到有限元模型中进行建模,通过螺纹管以及弹体与引信系统模态试验对薄层单元模型的计算结果进行验证。结果表明:与不同螺距及不同旋合长度螺纹管模态试验结果比较,薄层单元模型计算误差最大为5.11%;与节点融合建模方式比较,弹体与引信系统采用薄层单元建模方式进行计算后,前3阶模态频率最大误差从17.72%下降到2.54%.

引信系统螺纹连接界面的冲击传递特性模拟方法研究

大直径整体螺纹连接是引信安装在侵彻弹的弹体结构的主要形式,螺纹界面的冲击过载传递特性对于引信系统的设计具有重要意义.针对空间螺纹界面冲击传递过程中涉及的几何非线性和复杂接触摩擦状态以及界面分离带来的二次或多次碰撞等问题,设计了螺纹连接试件并建立了精细化有限元仿真模型,并通过大直径霍普金森杆的冲击实验测量数据验证有限元精细模型的有效性.从有限元仿真中获取整个螺纹结构件冲击响应的数值数据,对比内外结构的过载,并通过精细模型研究了预紧力对加速度响应的影响规律.最后针对现有薄层单元简化模型只能较好地模拟螺纹结构线性振动特性而无法准确模拟螺纹冲击传递特性的问题,提出考虑螺纹间碰撞作用的非线性薄层单元简化模型,丰富了螺纹连接简化模型的适用工况.