基于虚拟样机技术的某型火炮开闩过程动力学特性研究

借助动力学仿真软件ADAMS建立了以外挂子程序和多碰撞为特征的某型火炮的开闩模型,研究了火炮开闩过程中的动力学特性,尤其是开闩碰撞力的变化规律及其影响。该模型去除了传统火炮设计中采用的撞击动作瞬间完成的假设,使计算结果更加符合实际,为深入研究火炮动力学问题提供了参考。

膛炸模式及其机理分析

通过国内外大量膛炸事故的破坏状况与膛炸原因的统计分析 ,本文将膛炸模式归纳为五种类型 :(1)装药设计不当引起火药破碎 ;(2 )冲击载荷引起弹内炸药引爆 ;(3)引信失灵引起弹内炸药引爆 ;(4 )外界激励引起弹内炸药半爆 ;(5 )炮膛不净引起胀膛或炸膛。在此基础上 ,对各种膛炸模式的膛炸原因与机理作了详细分析。

转管机枪枪膛合力在虚拟样机中的施加方法研究

根据转管武器的工作原理和运动特点,在建立转管机枪虚拟样机模型的过程中,综合运用ADAMS中的函数以及传感器功能,实现了转管机枪不同射击条件下枪膛合力的准确施加。该方法具有通用性,对外能源转管武器与内能源转管武器都适用。仿真结果表明,该方法的应用使转管武器更符合实际运动情况。

惯性炮尾式膨胀波火炮膨胀波速度和行程计算仿真

膨胀波火炮利用弹丸在膛内运行到一定位置时提前开闩的方法,实现了在不降低弹丸初速的前提下大幅度减小火炮后坐力的目的。基于膨胀波火炮后喷装置的工作特性,对两种不同打开方式进行了讨论,着重对惯性炮尾式膨胀波火炮进行了物理模型和经典内弹道模型建立,并进行数值仿真。最后根据经验公式估算的惯性炮尾开闩行程,利用反推法计算了惯性炮尾式膨胀波火炮膨胀波在身管内的传播速度和行程,进而获得了惯性炮尾最佳打开时机和开闩行程。

炮尾体热力耦合分析

转管自动机连发射击过程中,由于热量无法及时消散,引起炮尾体温度升高.为研究温度升高造成的影响,采用有限元法对炮尾体进行静力分析和热力耦合分析,对分析结果规划4条轴向路径,3条周向路径,把应力数据映射到路径上;通过静力分析和热力耦合分析结果的对比,探讨了温度升高对炮尾体形变及应力状态的影响,以及这种影响对射击精度及疲劳寿命的负面作用;根据分析结果提出了消弱温度影响的途径,为炮尾体结构设计提供参考,最终提高射击精度.

炮闩闩体击针孔强度仿真计算与结构改进

从击针和闩体的装配结构关系入手，在闩体击针室受力分析的基础上，进行了闩体有限元分析，得到了击针室两个不同部位受力时闩体击针孔处的应力和应变情况，从而提出解决闩体镜面击针孔产生凸出或裂纹问题的可行方案。

某转管自动机炮尾体寿命提升技术研究

炮尾体承受着射击过程中的高温以及连续瞬态强冲击载荷的恶劣工况,表面易产生疲劳裂纹并逐渐扩大,造成炮尾体断裂,引起自动炮故障。为提高炮尾体的疲劳寿命,研究了声铣复合表面改性处理方法来提高炮钢材料的表面性能。从表面粗糙度、表面硬度和疲劳寿命3个方面分别比较了传统干切削和声铣复合表面改性两种技术,结果表明声铣复合表面改性后的样品表面粗糙度为0.32μm,表面硬度相比基体硬度可以提高24%左右,炮尾体闭锁齿的疲劳寿命提高到原来的11倍以上。声铣复合表面改性技术增加了材料表面的局部残余压应力,可以使材料具有更优异的表面性能。

DCC在某舰炮炮闩撞击精度设计中的应用

通过应用DCC尺寸链计算及公差分析软件对某舰炮炮闩撞击精度设计进行校核,获得炮弹底火最大极限深度,探索计算机辅助精度设计软件在舰炮精度设计中的应用。DCC软件的分析过程遵循尺寸链计算规范,可以综合运用极值法、概率法和蒙特卡洛仿真法的计算方法,同时对形位公差的精度影响进行了智能化处理,大幅提升了精度设计的能级、效率及准确性。

一种降低后坐力的火炮发射方法

将弹丸、后坐部分和发射药组成的火炮试验装置看作是一个自由后坐的质点系,利用质点系动量定理和动量守恒定理,建立了火炮射击过程中后坐部分的运动方程,根据数值分析计算得知:当膛底压力达到最大值时,爆破片被剪切,使火炮在膛内时期即开闩排气,对火炮产生向前的强大推力,从而减小火炮后坐力。试验结果表明:与传统后膛火炮相比,弹丸炮口速度基本保持不变,而后坐力却降低了50%以上。这种火炮发射方法在解决火炮威力与机动性这对矛盾上,开辟了一条新的技术途径。

某滑炮尾强度有限元分析及其优化设计

首先利用Pro/ENGINEER软件对滑膛反坦克炮炮尾零件进行实体建模,并以Para数据格式为中介,将Pro/ENGINEER实体模型转换到MSC.Nastran实体模型。重点利用MSC.Nastran软件进行静态结构分析,得出应力分布情况,分析结果与实际情况相符合。在此基础上,又以分析结果为依据,提出了进一步改进和优化炮尾结构的方案,并进行了分析计算。

陕西农民军为何打不下窦庄城——兼论张道濬是一位“死于忠烈”的抗清志士

崇祯年间,陕西农民军进入沁河流域,相继攻破沁水、阳城与泽州。然而,陕西农民军曾3次攻打窦庄城,皆败北而去。其原因主要有3个:窦庄有坚固的城堡;村民同仇敌忾众志成城;窦庄用"仿西制炮""佛朗机炮"等近代火炮守城。这些近代火炮,都是张道濬受诏在窦庄亲自督造的。张道濬是个奇才,精通兵器制造。明朝灭亡之后,他投身于抗清大业,战死于抗清沙场,与其父张铨一样,也是一位"死于忠烈"的民族英雄。

惯性炮闩对膨胀波火炮膛压影响分析

为分析惯性炮闩对惯性炮闩式膨胀波火炮膛压的影响,建立了膨胀波火炮的内弹道模型。计算分析了惯性炮闩的质量、惯性炮闩的启动压力和惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮的膛压影响。计算结果表明惯性炮闩的质量对膨胀波火炮的膛压影响较大,惯性炮闩的启动压力对膨胀波火炮膛压影响较小,惯性炮闩的最大行程长对膨胀波火炮的最大膛压影响很小。该结果能够为膨胀波火炮惯性炮闩的设计与优化提供一定的理论依据。

转管航炮闭锁机构有限元分析

针对某转管航炮射击时闭锁机构的受力情况和闭锁机构的结构特点,建立炮尾与炮闩闭锁装配体的有限元模型,进行非线性接触状态有限元分析。基于八面体剪应力强度理论的单参数屈服准则,分析炮尾-炮闩闭锁齿部位的应力分布情况。结果表明,炮尾和炮闩危险截面处应力小于材料的动态屈服极限,结构有一定的安全余量,炮尾和炮闩可以安全工作。同时分析炮闩闭锁齿接触面处的挤压应力,并将其与某转管舰炮闭锁齿相同部位处的挤压应力进行对比。结果表明二者在接触面积相差不大的情况下,接触面挤压应力明显降低,说明此闭锁机构的结构设计较为合理,应力分布情况良好。本文研究成果对类似转管火炮闭锁机构的结构设计具有一定借鉴意义。

105mm炮射导弹发射装药的一种优化设计方案

针对105 mm炮射导弹武器系统试验中出现的不良射击现象,通过分析其发射装药的特点,提出了一种发射装药优化设计的方案.新方案主要把主装发射药设计为高分子材料钝感七孔粒状单基药,较原管状药装药更具燃烧渐增性和更好的低温度系数特性,燃烧更充分,大大减少炮口烟、焰和炮尾焰等不良射击现象.

火炮射击冲击载荷模拟装置的建模与仿真

为了研究火炮发射时的动态特性,利用气动原理设计了一种能够模拟炮膛合力冲击载荷的实验装置,描述了该装置的结构及其工作原理,运用热力学理论和牛顿运动定律建立了工作过程的数学模型,在此基础上,利用龙格-库塔方法求解常微分方程组,进行了数值模拟,得到了该装置工作过程中身管冲击载荷变化曲线及炮管运动状态曲线,并对设计参数对冲击载荷曲线变化的影响进行了分析。仿真结果表明,该装置从理论上可以较好地模拟火炮发射时的炮膛合力,满足设计要求,通过仿真计算可以对设计参数进行优化,以获得失真率较小的冲击载荷曲线,从而满足不同型号火炮射击模拟的仿真要求。

两次鸦片战争时期中西火炮射程研究

两次鸦片战争时期,中西主导型火炮都为前装滑膛加农炮,发射火药都为黑色火药,因此,射程都不可能太远。史料反映出中西不同类型火炮射程不同;最大射程与有效射程差距很大。清军千斤左右的红夷舰炮,有效射程只有三四百米;新铸的红夷岸炮的射程次于西洋火炮,最大射程可达4千米之外。西洋舰炮和岸炮的种类和规格相对统一,射程较清军同种类和同规格火炮要远。重型加农舰炮有效射程大都不超过0.45千米的距离,最大射程可达5千米之外,但在野战中,为保证其杀伤力,其射程不应超过2千米。在两次鸦片战争中,清军火炮射程近,杀伤力小,西洋火炮则与之相反,此乃清军失败的重要原因。文章对清朝火炮射程劣于西洋的原因进行了分析。

洋务运动时期江南制造总局对中国船炮技术提升的影响~

洋务运动时期,地方督抚主导创办了42家军工厂局,其采用衙门式的管理模式,耗用巨资,外购和仿制了众多西洋船炮,初步形成了近代中国兵器工业的基础。其中,位于上海的江南制造总局及其翻译馆的建立,最具特色,创造了近代中国船炮史上的多个第一。它从仿制西洋前装滑膛炮开始,最终在1905年仿成德国克虏伯式7.5生后装线膛管退式山炮,此是近代中国制炮技术最高水平的体现。但是,以沪局为代表的诸多军工厂局所产武器大而全,船炮数量不足和型制杂乱的问题一直是个顽疾。晚清以沪局为代表的军工厂局所生产的众多船炮,一则对整个社会影响甚微、御侮作用有限;二则多无创新,总体水平落后于国际主流;三则无统一规划和炮类的画一,迟滞了技术的更新。

甲午战争残炮身世辨疑

中国甲午战争博物院收藏的一门甲午战争残缺大炮、以及两副地阱炮炮架,究竟属于哪种类型的大炮,来自于哪座炮台,历来众说纷纭,没有定论。笔者通过对大炮构造特征的考证,并与清末威海卫各海防炮台备炮类型进行比对排除,最终确证该残炮属于日岛炮台配备的20厘米口径地阱炮,为中国江南制造总局仿制的英式阿姆斯特朗炮;同时确认,两副炮架恰是日岛炮台地阱炮的炮架。

中法船炮与马江之战

迄至中法战争,清朝官方上下已筹建了一些海军和众多的军工厂局,购买和仿制了种类不一的西洋船炮,但其量小质差,影响有限。而此时期正是世界上前后装线膛炮的换装之时。发生在1884年8月23日的中法马江之战,参战的福建船政舰艇(11艘中仅含2艘铁壳船)所载的舰炮,以英式前装线膛阿摩斯壮炮型为主,英式惠特沃思、瓦瓦司炮也占了相当比重,侵华法军对其参数了如指掌。而法军主战舰艇(12艘中居然含9艘铁壳船)的舰炮主要以自制的后装线膛Mle64-81型为主。从前后装线膛炮的先进度、吨位、射速和威力而言,福建船政舰炮的水准明显滞后于世界舰炮发展的主流。