基于弹塑性模型的某舰炮抽壳力仿真计算

舰炮射击后药筒贴膛力对抽壳初速存在重要影响,贴膛过程药筒表现出弹塑性大变形特性,且沿口部至底部贴膛极不均匀,简化的二维模型及薄壁圆筒解析模型已经不能满足定量的分析需求。建立了基于弹塑性抽壳过程动力学仿真模型,采用Johnson-Cook本构模型描述药筒弹塑性大变形行为,通过仿真计算获取药筒及炮膛动态应力应变、接触力及摩擦力等参量,分析了药筒动态贴膛规律及受力特性。仿真结果表明,舰炮射击过程药筒经历贴闩、径向自由膨胀至贴膛、贴膛后与炮膛协同变形及回弹至平衡态四个阶段,平衡状态后抽壳阻力不再变化,保持在13320N左右,抽筒子作用于药筒后抽壳初速最高达到18.9m/s,该抽壳初速满足了舰炮高速连发的设计性能要求。

某链式自动机抽壳过程闩体强度失效分析

作为链式自动机实现开闭锁、击发、抽壳等动作的重要机构,闩体性能直接影响火炮的可靠性。某链式自动机在射击试验抽壳时闩体抓钩断裂,导致火炮停射。针对此问题,这里首先对链式自动机闭锁机构工况进行简要说明;在此基础上采用理论计算和有限元仿真相结合的方法对抽壳过程进行分析,得到两种方法的最大抽壳力相对误差为2.3%,同时得到抽壳力的模拟曲线;最后将得到的抽壳力曲线作为输入条件分别加载至修改前后的闩体上,仿真计算后得到闩体的疲劳寿命。结果表明:现有闩体疲劳寿命为1150.4次,无法满足使用需求,结合理化分析及有限元仿真结果,优化闩体结构、更换材料及改善热处理工艺,优化后的闩体仿真结果显示疲劳寿命达到14504.5次,满足火炮可靠性指标。截止目前,优化后闩体已累计射弹2600余发。

舰炮抽壳机构抽壳过程仿真分析

针对舰炮抽壳机构的结构特点,建立了抽壳机构的有限元动力学仿真模型;得到了抽壳力随时间的变化曲线和药筒速度随时间的变化曲线;分析了抽筒模板位置变化对药筒速度的影响。分析结果表明,随着抽筒模板的下移,药筒速度会逐渐减小,下移幅度小于3mm时,药筒速度减小的幅度不大,不会影响抽壳效果;下移幅度大于3mm时,药筒速度大幅度减小,严重影响抽壳质量甚至无法抽出药筒;抽筒左右位置的的变化对药筒的速度影响较小,不会影响抽壳质量。

大口径舰炮抽壳力和抽壳速度试验研究

针对舰炮抽壳过程中抽壳阻力和抽壳速度的仿真分析结果与实际射击情况不符的问题,通过射击试验和台架试验等一系列试验,发现该舰炮抽壳阻力小以及抽壳速度不能满足排壳要求的根本原因是,舰炮发射后的开闩抽壳瞬间药筒会自行向后运动一段距离,当这一距离超过一定限度后,就会发生压壳故障。本文提出增大抽壳阻力和抽壳速度的措施,经过试验验证措施的有效性,为解决该舰炮压壳故障提供了技术方向。

炮闩抽壳机构抽壳过程和抽壳力分析

炮闩的抽壳力是影响火炮抽壳速度和炮闩强度的重要因素.文中对抽壳机构的抽壳过程进行分析并通过理论计算、数值分析和试验方法计算抽壳力;理论分析了弹药发射后,膛压作用下的药筒和炮膛受力与变形情况,并结合材料拉伸试验,绘制出药筒与炮膛的应力与变形曲线;分析了最大膛压、初始间隙、药筒壁厚与抽壳力的关系;通过在ADAMS软件中建立抽壳机构动力学模型,拟合出抽壳力曲线;最后通过试验验证分析结果的正确性.

药筒发射应力和抽壳力的有限元分析

应用非线性有限元方法计算药筒的发射应力和抽壳力。结构分析分别采用轴对称和三维有限元计算模型。分析表明 :由于起膛线的作用 ,轴对称模型有比较大的误差。计算数据表明 :由于药筒为薄壁圆筒结构 ,膛压的作用导致药筒内部较高的等效应力和塑性变形 ;特别是膛压下降时 ,身管的收缩又使得药筒受到反向压力作用而再次屈服 ,并使等效应力达到最大值 ,并且维持在一个常值。因此抽壳力是必要的 ,而且开栓时间对抽壳力的影响很小。讨论了初始间隙等因素对发射应力和抽壳力的影响。

自动武器抽壳过程仿真及抽壳力相关研究

自动武器的抽壳是一个瞬态动力学过程,其中耦合了许多复杂因素,仅用理论的力学分析很难得到较为精确的抽壳力数值,这使得传统的自动武器抽壳机构设计只能依赖估算和经验。为了更加准确和简便地得到抽壳力数值,采用有限元方法对某自动武器的抽壳过程进行了计算机仿真。给出了抽壳力随时间变化的曲线,可用于指导抽壳机构设计。并用理论和仿真数据相结合分析了初始间隙和弹膛壁厚对抽壳力的影响,用仿真数据分析了摩擦系数对抽壳力的影响。分析表明初始间隙与抽壳力近似成线性负相关关系,弹膛壁厚与抽壳力近似成反比例关系,摩擦系数与抽壳力近似成线性正相关关系。

基于STL模型的抽壳方法研究

针对快速原型制造(RPM)和熔模铸造中对壳体原型的需求,提出了一种对零件的STL(STere oLithography)模型进行抽壳的新方法,将零件的STL模型的抽壳过程分解为沿Z坐标轴的偏置和切层轮廓区域偏置,并通过对偏置后的切层轮廓所围成的多边形进行布尔运算,得到了切层后零件的壳体STL模型.由于克服了STL模型三维偏置所面临的困难,因此特别适合对具有复杂曲面零件的STL模型进行抽壳.工程实例表明,该方法缩短了原型制作时间,降低了制作成本,具有实用价值和良好的市场前景.

快速原型的抽壳简化方法研究

针对熔模铸造和快速原型制造本身对壳体原型件的需求,提出一种快速原型的抽壳简化方法,即利用零件的STL(STereolithography)模型及其分层信息,将零件原型的抽壳近似为沿分层方向的水平面偏置和层轮廓偏置,使得原型件的抽壳处理不受其形状复杂程度的影响,从而避开直接对STL模型抽壳所遇到的障碍,极大地简化了零件原型的抽壳处理,提高了抽壳效率。工程实例表明该方法的正确性和实用性,缩短了零件原型制作时间,降低了成本。

自动武器高压抽壳理论研究

建立了自动武器中的抽壳计算模型。应用弹塑性有限元分析理论和配点载荷系数修正法,得到弹膛和药筒在火药燃气作用下的变形,求出了药筒与弹膛之间的接触压力和抽壳阻力。与实验结果比较,符合良好。

大口径舰炮抽壳性能的影响因素研究

针对大口径舰炮抽壳性能的影响因素展开研究,通过理论分析和有限元仿真,对比在不同膛压上升速率(膛压升速)下药筒贴膛的时间差异,分析了不同工作温度下发射卸载后药筒与身管接触面残余正压力的分布情况。研究贴膛时间与残余正压力分布对于舰炮抽壳性能的影响,提出在设计中应恰当选择药筒点火药的加载曲线,确保药筒口部能够在火药燃气出筒之前及时贴膛,保证舰炮顺利抽壳。

高压抽壳理论计算与实验测试

该文建立了自动武器抽壳计算模型，计算出抽壳时药筒与弹膛的接触压力和抽壳阻力。并且利用应变式测力传感器，建立了自动武器抽壳测试系统，测出了抽壳力。计算与实测结果符合良好。

射击过程中壳机力与抽壳力的计算机仿真

该文给出了武器发射过程中弹壳对枪机作用力（简称壳机力）与抽壳力的数学模型，并编制仿真程序，使壳机力与抽壳力实时仿真得以实现。文中用实测弹道与壳机力幅值曲线进行试算考证，说明所建立的力学模型与微机仿真程序具有实用推广价值。

楔式炮尾火炮改变抽壳速度方法的研究

由于药筒制造工艺的误差,每次火炮发射后药筒和药室间的摩擦力不同,使得抽壳阻力也不同,这会对抽壳速度有着不同的影响。以虚拟样机ADAMS为平台,建立了某大口径火炮的抽壳动力学模型,建模时采用三段函数的方法拟合药筒受到的摩擦力,研究药筒与药室间摩擦力对抽壳速度的影响关系。在此基础上研究了3种可以改变抽壳速度的方法,通过这些方法,可以找到合适的抽壳速度,既完成抽壳动作,又不至于使药筒速度过大,落到地面造成过大的反弹。研究结果可以为后期寻找最优抽壳速度提供一定的参考,为全炮动力学提供一定的借鉴。

基于边界表示的体抽壳算法

形体的抽壳是构造具有薄壁外壳形状物体的一种有效方法．文章基于边界表示的正则形体，给出体抽壳运算的数学定义，并提出实现体抽壳运算的算法．该算法把形体的三维运算转化到曲面的参数域上，进行二维环之间的合并运算。

温度与抽壳效果的关系研究

基于弹塑性力学、运动接触理论及热力学理论,为了研究温度和开闩时机对抽壳力产生的影响,利用有限元分析软件ABAQUS建立了考虑温度影响下的抽壳计算模型,对某火炮的抽壳过程进行数值分析,得到了发射过程中的弹壳弹膛系统温度、应力及抽壳力随时间变化的规律,初步推算出添加温度影响因素后的抽壳力计算公式。结果表明温度的变化对抽壳时的弹壳弹膛应力分布和大小有比较明显的影响,因而控制抽壳时机可以有效减小抽壳力。

小口径火炮抽壳及药筒再进膛有限元分析

针对转管炮抽壳力变化影响自动机运行的现状,以及炮管组反转会造成发射后药筒再进膛的现象.使用有限元方法计算了抽壳力,对不同膛压下的抽壳过程进行了研究,分析了发射后药筒再进膛的状况.结果表明,药筒受到膛压时药筒根部的不贴膛段将使药筒材料受损;在抽壳初始时,药筒受到的是推力;药筒再进膛时药筒根部会发生大变形产生凸起,从而造成最大的进膛阻力,导致药筒再进膛受阻.

某舰炮射击振动对开闩抽壳过程影响的仿真与实验研究

为了研究某舰炮射击振动对开闩抽壳过程的影响,针对实验室条件下无法模拟射击振动响应、实弹射击试验成本高等问题,采用仿真和实验相结合的方法,通过采集射击时的炮尾振动响应,基于ADAMS软件,建立了考虑射击振动的动力学模型,在有射击振动、无射击振动两种条件下,进行了开闩抽壳过程的动力学仿真;设计了开闩抽壳专用实验装置,通过模拟该舰炮实际的复进规律,在非射击条件下进行了开闩抽壳机构的可靠性实验与测试。仿真与实验结果表明:现有的开闩抽壳机构不能有效包容射击振动的影响,射击振动会导致抽壳后的抽筒子、闩体产生振荡,使两者匹配时机变化,引起挂闩不可靠。

Pro/ENGINEER中曲面无法抽壳的解决方法研究

讨论了Pro/ENGINEER软件在产品设计中存在的曲面无法抽壳和加厚的问题,分析了该问题存在的原因,提供了检查曲面无法抽壳和加厚的方法,最后给出了解决方案,该解决方案在实际应用中取得了良好的效果。

基于CCAE的药筒抽壳性能的影响因素分析研究

为了解决大口径火炮药筒在射击时存在卡壳或者抽壳困难的问题,采用药筒划分不同区域的办法,对不同钢材、不同温度以及同一钢材不同材料参数这3种工况进行有限元仿真计算。结果表明药筒口部和药筒斜肩部抽壳力的占比较多;不同钢材对药筒抽壳力有一定的影响,其中30#钢相比20#钢、45#钢而言更容易抽壳;依据实验要求更换钢材材料参数,计算得出的抽壳力相比修改参数之前下降约50%左右,效果十分显著;温度升高对应的抽壳力也就越大,温度对抽壳的影响不可忽视。因此,在设计中应合理地在不同分区采用不同材料,确保更换材料参数可以降低药筒口部和药筒斜肩部的抽壳力,同时降低药筒温度,从而顺利抽壳。