高转速下膛内装药发射安定性仿真分析

高速旋转弹丸发射过程中存在较大的轴向加速度和角加速度,导致装药与其他零部件之间产生相对运动,影响装药发射过程中的安定性。文章采用LS-DYNA软件通过改变底隙、静/动摩擦因数以及膛压大小对膛内装药发射安定性的影响因素进行仿真分析。结果表明,装药底面应力峰值随着底隙的增大而呈先增大后趋于稳定的趋势;侧面应力峰值总体随着摩擦因数的增大而增大;在仅改变膛压时,装药底面及侧面微元应力随膛压的增大而增大;弹体与装药的转速也随膛压的增大而增大,弹体与装药之间的相对转速则随膛压的增大而减小。

膛内积水对火炮发射相关参量的影响模式

为探明膛内积水对火炮发射的影响,采用SolidWorks三维建模软件建立空气-积水-发射药-药室-身管-弹丸耦合的三维模型,并考虑空气-积水-发射药-身管-弹丸结构间流固耦合的作用,利用LS-DYNA有限元软件对不同积水状况下的火炮发射过程中药室所受的压力以及弹丸的速度、加速度、所受压力进行了仿真模拟,研究了在不同积水状况下火炮发射时药室内的压力变化以及对弹丸的影响模式。研究结果表明:膛内积水可以消耗部分弹丸动能;火炮发射时,膛内积水会使药室内侧壁压力增加5%~7%,而膛底压力随着膛内积水的增加而减小;弹丸的速度与加速度随着膛内积水的增加而减小,弹丸达到最大加速度的时间随着膛内积水的增加而延后。

火炮膛内压力分布及测压器布设的分析

针对目前采用膛内某一点位置处的压力变化近似代替膛压变化规律存在一定误差的问题,提出了利用LS-DYNA软件对85 mm口径某火炮的膛压进行数值分析,观察火药在药室中燃烧的气体压力云图来确定测压器的位置。研究表明:膛内不同位置处的压力变化情况相差较大,根据压力云图选择特征点,以代表同一区域范围的压力变化情况,在考虑经济成本前提下,找出4个最佳测试点,并利用拟合公式预测其余特征点的压力变化情况。

5kA惰性阳极铝电解槽槽膛内形及热平衡

以有限元软件ANSYS为开发平台,建立了5kA惰性阳极铝电解槽槽膛内形及热平衡计算模型,计算了过热度和侧部炭块种类对槽膛内形的影响.过热度增大,结壳明显减薄.Si_3N_4/SiC侧部炭块比普通侧部炭块形成更厚的结壳,但采用普通侧部炭块也能够形成满足要求的结壳厚度,而且普通侧部炭块散热量更少,有利于实现热平衡.热平衡研究表明,采用无烟煤阴极炭块通过强化电流和加强保温可以实现热平衡,但在热平衡时底部等温线分布仍然不合理,石墨化阴极比普通阴极更难实现热平衡,但在热平衡时能够保证底部等温线的合理分布,热平衡时电流强度为6.4kA,极距为90mm,电解槽电压为7546mV.

基于B探针的膛内电枢速度测量系统研究

弹丸速度和位移的测量是电磁炮重要的测试项目之一。针对以往分布式探针测速需要多路高速采集通道的问题,提出采用探针串联和波形叠加进行增强型电磁轨道炮膛内电枢速度测量的两种新方法。通过仿真给出采用驱动电流信号和拟合速度变化曲线计算增强型电磁轨道炮磁探针感应电压的方法;通过实验分别采用探针串联和波形合并两种新方法对膛内电枢速度进行测量,并与分布式测量方法进行比较。仿真和实验结果表明:仿真所得探针波形与实验测得的波形基本一致,提出的两种新方法与分布式测量方法相比只需要一路高速采集端口,具有成本低、可靠性高等特点,为轨道电磁炮膛内电枢速度的测量提供了一条新途径。

SPH-FEM耦合方法在弹丸膛内运动中的应用

大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹带材料的动态力学性能及损伤行为,弹带与身管内膛摩擦界面特性及火药燃气的波尔登效应,建立了较为全面的火炮发射动力学模型,成功模拟出弹丸挤进过程和随后直膛运动。通过与任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(ALE)仿真结果相比验证了该方法的优越性,通过对比仿真结果与试验数据验证了其有效性,获得了弹丸膛内运动过程中弹带温度、炮口振动和弹丸运动姿态的变化规律,为火炮弹炮匹配设计及精度设计提供了参考。

铝电解槽膛内形在线动态仿真理论研究

通过分析熔体特性与槽膛内形的关系以及参数随时间变化的规律，将影响槽膛内形的诸多工艺参数分为静态影响因素和动态影响因素两类；详细分析了动态影响因素的影响作用，并给出了多个动态影响因素对槽膛内形的数值估算方法。在此基础上。

引信膛内加速度信号测试与分析

为找到引信零件失效导致引信早炸的原因,分析了引信在炮膛内经受高过载、火药高压的恶劣环境,提出了一种引信膛内多点、多维的多参数综合测试方法,设计了相应的多通道存储测试系统,并通过一系列模拟试验验证了该方法的可行性、该测试系统的可靠性.用该系统对引信在火炮膛内受到的各方向激励信号进行测试,分析了测试系统得到的数据,研究表明:炮弹中引信在出炮口时所受轴向过载最高是膛内峰值的2倍,径向过载最高是膛内峰值的1.5倍,这些数值都已超出引信的设计指标是造成引信早炸的原因.

弹丸在膛内运动的研究

本文建立了弹丸前定心部紧贴膛壁运动的动力学模型。模型包括:弹丸自转、质量偏心、动不平衡、弹炮间隙、膛壁对弹丸定心部和弹带的作用、气体压力、身管的变形和振动。求得了对称弹丸在理想身管中的运动微分方程的解析解,并对某些弹炮系统进行了计算,得出了一些有用的结论。

减小高装填密度发射装药膛内压力波的实验研究

研究了两种能降低某大口径火炮高装填密度发射装药的膛内压力波的点传火方案。第一种点传火方案是在制式点传火结构基础上增加横向传火具 ,增加点火药包 ;第二种点传火方案是改变制式传火结构为低爆速传火结构 ,同时增加横向传火具。高装填密度发射装药射击试验表明 ,这两种点传火方案均能满足点传火要求。第一种点传火方案较制式可燃中心传火管能实现迅速全面的点火 ,但出现了压力波增大的现象。而第二种点传火方案较第一种点传火方案的传火速度快 ,能迅速建立点火压力 ,发射药床的着火延迟时间小 ,最重要的是能抑制膛内有害压力波。压力波的频谱分析表明在高装填密度装药中 ,采用第二种点传火方案能削弱和抑制压力波的高频振荡成分 。

基于小波的弹性弹丸膛内引信过载研究

对引信膛内过载的研究,通常采用膛内压力测试的方法,利用弹底压力转换求得引信膛内过载,该方法无法体现弹丸的弹性变形、环境噪声等因素,为了更精确地描述引信膛内的过载,改进膛内引信过载测试方法,在膛内压力测试的基础上建立弹性弹丸模型,将弹丸看作两端自由的均匀等截面弹性杆,用纵向弹性变形运动过载对弹丸纵向过载进行修正,将弹丸膛内过载转换为引信膛内过载。并运用小波理论,根据自行设计的引信膛内过载直接测试方法的测试结果,建立引信高频信号库,然后利用信号库中的高频信号对修正后的过载进行加噪,从而得到能够较为真实的描述引信膛内状态的过载曲线。将处理结果与直接测试结果进行对比表明,使用该方法进行引信过载测试与直接测试方法得到的数据基本吻合,在试验成本上该方法存在优势。

双螺杆榨油机膛内压力分布测试及研究

针对目前双螺杆榨油机冷榨技术的理论和实验研究中存在的一些问题,以SSYZ120/12双螺杆榨油机为研究对象设计出一种双螺杆榨油机膛内压力测试系统。通过在SSYZ120/12双螺杆榨油机榨条上开孔安装高温熔体压力传感器测得膛内压力,同时采用电阻应变片电测法,根据粘贴在榨条外表面上的电阻应变片输出的应变数据,计算出膛内压力。选用油菜籽和花生仁进行压榨实验,将两种方法测得的结果进行对比分析,能较好地反映出榨油机膛内的压力分布情况,两种方法所得结果的相对误差分别是18.85%、11.52%。此测试系统有助于螺杆榨油机压榨过程的理论研究。

膛内时期弹丸与身管碰撞过程分析

弹丸与身管碰撞是影响弹丸膛内动力响应的主要因素之一。基于建立的弹丸身管耦合非线性动力学模型,分析了膛内运动时期弹丸前定心部与身管的碰撞过程,包括碰撞力大小和碰撞状态,并分别研究了身管有无弯曲、弹丸质量偏心等因素对碰撞过程的影响。结果表明:将弹丸简化为刚体来研究弹炮耦合过程存在局限性;身管弯曲和弹丸质量偏心均使碰撞力增大,其中身管弯曲相对于无弯曲使碰撞-弹回运动次数增加,弹丸质量偏心使贴膛运动时间延长。分析结果加深了对弹丸身管碰撞物理过程的认识,可为进一步深入研究弹丸膛内运动提供理论指导。

铝电解槽槽膛内形在线显示仿真软件的研究与开发

利用Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的优势，结合数学模型的研究与结果，对铝电解槽槽膛内形在线显示的可视化仿真软件进行了设计研究；并用ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋成功地开发出了一套具有良好的Ｗｉｎｄｏｗｓ用户界面风格的软件．该软件能根据用户要求同时在线解析和显示多个不同槽的槽膛内形及其特征值等；并附有在线帮助功能．经实验室初步模拟实验研究和现场实测数据对比表明，模型和软件均能较好地反映实际槽况，运行稳定可靠．

弹丸膛内摆动对炸药装药发射安全性的影响

通过实例计算分析，首次指出了弹丸膛内摆动对炸药装药的应力分布和发射安全性有显著影响，为提高炸药装药发射安全性提供了新途径。

活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验

为了优化活塞式高低压发射系统的结构,基于经典内弹道方程和计算流体动力学方程建立内弹道耦合方程,利用Fluent软件建立活塞式高低压发射系统膛内空间的三维气流模型,对发射过程中的膛内流场进行仿真分析,并进行发射实验验证仿真分析结果.仿真与实验结果表明,基于发射筒内气流的三维模型可以得到高低压内部火药气体流场的细节,为高低压发射系统的设计提供理论依据.

基于多点压力测试系统的发射药膛内燃速测试技术

为了研究发射药在火炮膛内的燃烧性能,建立了基于多点压力同步测试技术的发射药膛内动态燃速测试系统,采用该系统在HPD-30火炮上对单樟-5/7发射药的动态燃烧性能进行了试验研究,将该试验结果与基于微波干涉法测试的膛内燃速进行了对比,分析了膛内燃速方程参数拟合方式对膛内燃速曲线计算精度的影响。结果表明,在50~100MPa的中低压范围内,基于多点压力测试法获得的单樟-5/7发射药的膛内燃速与微波干涉法获得的测试结果偏差最大值为12%,最小值为2%,最大偏差点处对应的膛内燃速差值为0.45cm/s;在100~320MPa的压力区间内,两种测试法获得的发射药膛内燃速偏差最大值为1.7%;平行试验测试结果的对比分析表明,基于多点压力测试的发射药膛内燃速测试方法具有较高的测试精度和稳定性;由于单樟-5/7发射药表面钝感形成内、外层的非均质性,其膛内燃速方程需要采用分段函数表述才能更准确地反映膛内燃烧规律。

不同进电方式与槽膛内形的铝电解槽内流场的数值模拟

采用k ε双方程模型封闭的Navier stokes方程描述铝电解槽内熔体的湍流流动。对于 2 0 0kA、160kA与 80kA三种不同进电方式的铝电解槽以及具有不同槽膛内形的 160kA槽 ,在磁场、热场解析的基础上 ,计算出相应工况下动量方程中的源项 ,即洛仑兹力 ,并对稳定状态下熔体的三维流场进行了数值计算。计算结果表明 ,在模拟工况条件下 ,铝液流动在 2 0 0kA槽内呈现出四个旋涡 ,在 160kA与 80kA槽内呈现出两个旋涡 ;

7.62mm枪膛内火药气体燃烧温度的光谱法测量

描述了用于膛内火药气体瞬态温度测量的原子发射光谱双谱线测温法，并给出了７．６２ｍｍ枪膛内不同位置的测温结果．由于该测温法选择了ＣｕＩ５１０．５ｍｍ和ＣｕＩ５２１．８ｍｍ这两条间隔非常小的分立的光谱线测量燃烧气体的相对辐射强度。

膛内火药床撞击与挤压的动态模拟实验

利用脉冲Ｘ光实验，获得了一组膛内火药床在底部点火条件下撞击弹底及在弹底处形成堆积与挤压状况的照片，并测出了药床前沿药粒撞击弹底时的运动速度．进一步的动态模拟实验，取得了与膛内实际环境相近的药粒撞击和挤压实验结果．通过对实验结果的定性和定量分析，给出了火药颗粒在承受撞击和挤压两种不同力学状态下所引起的火药破碎及破碎程度，从而为进一步研究火药由破碎诱发膛炸提供了重要的实验依据．