强冲击载荷下电磁阻尼器磁阻尼力影响分析

永磁式电磁阻尼器具有无接触、无污染、结构简单和可靠性高等优点,将其应用在火炮制退机上具有广阔的发展前景,但火炮在发射后产生的强冲击载荷使得电磁阻尼器的加速度最高可达1200 m/s^(2),因此在强冲击载荷下磁阻尼力的影响亟需分析。为确保电磁阻尼器能够满足火炮制退机的使用要求,引入火炮后坐运动方程得到强冲击载荷下磁阻尼力的变化规律,同时利用解析模型和有限元模型对模型进行相互映证。对电磁阻尼器在后坐过程中产生的寄生效应如端部效应、磁性饱和与涡流去磁效应等进行分析,结果表明:在后坐过程中,端部效应使得端部区域磁场强度降低,从而降低磁阻尼力;磁性饱和使得涡流区域的面积增加,导致涡流去磁效应加强,使磁阻尼力曲线产生“马鞍”型效应。通过对磁阻尼力的影响进行分析,为后续电磁阻尼器的设计和优化研究提供参考。

飞机刹车系统防反冲油滤选型和验证

针对飞机自动防滑刹车系统易受污染导致刹车故障的问题,通过对现有防污染措施的分析,发现刹车系统在防反冲控制方面存在薄弱环节。分析各种型式滤材,选取锥形金属网作为防反冲油滤滤材。制造实验样件,进行常温、低温、含气的实验分析和寿命摸底实验。实验结果表明:低温和含气对正反向压力冲击和建压卸压时间有显著影响,该型滤材在寿命摸底实验后功能正常,性能仅轻微下降。

k-ε双方程湍流模型对制退机内流场计算的适用性分析

为研究不同双方程湍流模型对制退机内复杂流场计算的适用性,以某火炮制退机为研究对象,建立了实际结构下的三维计算模型,利用动网格与滑移网格技术,实现了火炮实际后坐速度下的制退机内部三维运动流场的数值计算。分别采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型和Realizable k-ε模型计算制退机内部各腔室压力,与实验曲线对比,结果表明,应用标准k-ε模型对后坐冲击过程的制退机内部压力计算的误差最小,与实验结果吻合最好。

基于动网格的火炮制退机内部流场数值模拟

针对火炮制退机流场一维计算模型无法全面、准确反映其内部流场特征的局限,建立了基于动网格的制退机实际结构二维计算模型。利用流体计算软件Fluent,对火炮后坐过程制退机内二维流动进行了数值模拟。采用动态层变方法结合Profile运动边界驱动机制实现网格区域运动,确保模型符合实际运动规律。对比计算压力与实际压力,结果表明该方法具有较高精度,模拟结果显示了制退机内压力、速度分布,并清晰地捕捉到其内部流场的瞬时变化,揭示了典型机构处漩涡的生成、运动、合并与分裂规律。研究结果为进一步完善制退机结构设计提供了理论支持。

基于二维模型的火炮冲击运动计算

当前火炮后坐与复进冲击运动计算基于一维准定常理论,导致制退机液压阻力求解偏离实际较大,并且无法反映制退机内流场分布与流体流动特性。在实际结构下的制退机二维模型基础上,通过MATLAB与FLUENT协同仿真技术,实现了火炮后坐、复进冲击完整过程的数值模拟。将仿真结果与试验结果进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,为改进火炮后坐与复进运动计算提供了一种新思路。

火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响研究

为了研究火炮发射冲击载荷对制退机性能的影响,采用超声检测和压力测试相结合的方法分别对人工后坐和实弹射击条件下的制退机性能进行了对比研究。结果表明,火炮后坐结束时非工作腔内不存在传统意义上的真空段,复进时非工作腔提供的液压阻力远小于传统理论计算值,复进节制腔提供的复进液压阻力大于传统理论计算值。当制退机"主流"复进液压阻力系数取拟合值0.036,"支流"复进液压阻力系数取"主流"后坐液压阻力系数的约4.5倍时,复进速度计算结果与火炮实弹射击时的实测复进速度较为吻合;传统方法复进速度计算结果与人工后坐时的实测速度较为一致,传统的非工作腔真空段假设并不适用于有冲击载荷作用的火炮发射过程,据此改进的复进制动图可以更好地指导制退机设计。

火炮制退机节制环失效微观机理的实验研究

为了研究火炮制退机节制环的故障原因和失效机理,基于金属腐蚀磨损理论和微观分析技术,综合运用光学金相显微镜分析、扫描电镜及能谱分析、显微硬度测定、电感耦合等离子体质谱法和火焰原子吸收光谱法等分析测试手段,结合报废节制环和从大修工厂待修火炮上采集的驻退液样本,从微观层面分析了节制环失效机理。研究表明,节制环作为制退机产生后坐阻力的关键部件之一,主要受到冲击磨损、化学腐蚀和气蚀破坏的复合作用而失效。

基于局部损失的制退机液压阻力模型

利用液压流体力学理论 ,考虑制退机内复杂结构所造成的局部损失 ,建立起液压阻力数学模型。通过具体算例说明了该模型与经典理论吻合较好。

节制杆式驻退机参数化设计

研究了基于 I- DEAS Master Series软件的参数化技术在节制杆式驻退机设计中的应用 ,提出了节制杆式驻退机的参数化设计方案 ,建立了节制杆式驻退机的参数化模型 ,用 I- DEAS的 PRG编制了节制杆式驻退机参数化绘图程序 .结果表明 ,该软件实用可靠 ,能大大提高设计效率 .

降低火炮后坐力技术概述

低后坐力技术是协调火炮威力、机动性和精度三者之间矛盾的关键技术。降低火炮后坐力技术主要有前冲技术、超长和串联超长后坐技术、二维后坐技术、炮口制退器技术、膨胀波减小后坐力技术和电(磁)流变技术。前冲后坐技术需要适应多种装药的变化,要有专门的卡锁装置,迟发火或瞎火时需采取相应的安全措施,尤其要解决首发射击精度问题。膨胀波火炮红外目标特征太明显,要求能精确控制火炮相关机构,需系统、全面地研究探索内弹道技术、火炮自动机技术等相关技术。在火炮设计过程中,应对各种降低后坐力的技术进行综合分析与对比,提出相容性好的低后坐力技术应用方案。

基于协同仿真技术的制退机故障规律研究

制退机是反后坐装置的重要组成部分,它性能的好坏直接关系到火炮战斗力的发挥,为了研究制退机发生故障对火炮后坐运动产生的影响,对制退机故障进行了分析,运用计算流体力学理论和协同仿真技术,建立了制退机MATLAB/FLUENT协同仿真模型,解决了传统火炮后坐计算模型的局限性,与传统计算模型相比,提高了计算精度,得到了制退机内部瞬态流场参数。通过对节制环磨损典型故障进行仿真研究,分析了节制环在不同磨损程度下对火炮后坐运动的影响规律,并对节制环局部压力分布情况进行了简要解析,为进一步对制退机性能退化规律分析研究提供了有效途径。

应用磁流变液体制退机的力学模型

磁流变液的流动特性可由外加磁场控制,且具有可逆、响应快、结构简单和易于控制的特点。在火炮制退机中采用磁流变液体,通过改变磁流变液体粘度来调节阻尼,形成液压阻力,也可控制后坐阻力规律。对于采用旁路结构的磁流变制退机,工作时磁流变效应的作用相当于一个磁流变阻尼器,同时液体从两个流液孔流过时仍有节流阻尼产生。从磁流变效应阻尼和液体流动阻尼两个方面进行了分析,通过两种阻尼的耦合建立了磁流变制退机的力学模型。

制退机流固耦合仿真分析

传统的制退机流体与结构相互作用研究一般只注重于对内部流场的仿真分析,但都忽略了流体对结构的作用,仅将流场模拟的压力数值等同于结构所受压力,分析并不全面。文中通过建立制退机流场与结构场的耦合模型,在ANSYS Workbench一体化平台上,将内部流场数据传递给制退机结构场,运用Workbench集合的ANSYS Mechanical进行瞬态的固体分析,得出结构体所受的应力应变数据,为制退机结构设计提供了理论依据。

膛口制退器与缓冲器匹配对后坐力的影响

安装高效的膛口制退器是降低小口径自动炮后坐力的有效手段,以某小口径自动炮为研究对象,设计了4种膛口制退器,并重新设计了缓冲器,建立了小口径自动炮低后坐发射刚柔耦合动力学模型并进行了仿真,合理匹配了制退器与缓冲器二者的参数,使该武器的后坐力得到了明显的降低。如果制退器与缓冲器二者的参数匹配不好,则制退效率高的制退器的后坐力甚至可能会大于制退效率低的制退器的后坐力。研究结果表明,只有将高效的膛口制退器与缓冲器的参数合理匹配,才能使小口径自动炮的后坐力得到显著降低。

火炮驻退机故障诊断方法

驻退机是火炮的核心部件之一，其驻退杆活塞套磨损、节制环磨损及驻退机漏液是驻退机常见的故障。结合3种故障的故障机理，在反后坐装置后坐、复进运动方程组基础上，建立了一种新的反后坐装置故障诊断模型。计算机仿真表明，该方法简单、快速、精度高。

基于计算流体力学的火炮制退机故障仿真研究

火炮制退机是控制火炮受力和运动的关键部件,基于经典力学和经验公式的火炮后坐计算模型,有较大的局限和误差,且不能实现对制退机内流场参量分布的模拟计算。针对以上两个问题,提出采用计算流体力学和多软件协同仿真技术研究制退机故障的新方法。通过对制退机进行故障分析,建立基于两相流的制退机MATLAB/FLUENT协同仿真模型,对节制环磨损机理和制退杆活塞套磨损对火炮后坐运动的影响规律进行了仿真分析,为制退机故障机理和性能退化规律的进一步研究提供了有效途径。

速射火炮定向反射膨胀减后坐力机理研究

传统速射火炮在高射速连发射击时,膛口装置后喷的气体对炮位附近装置和人员影响较大,为此提出定向反射膨胀减小后坐力机理。通过身管上多个前倾斜孔将火药气体引入封闭定向反射膨胀腔室中,利用火药气体在定向反射膨胀腔室前部形成的高压区及其对装置反射面的冲击作用,达到减小火炮后坐力的目的。运用计算流体力学理论分析了该机理,通过分析计算得到装置的减后坐力最大效率为48. 3%,与现有速射火炮膛口装置制退器的效率相当且无向斜后方喷射的气体。开展了相应的实验研究,验证了理论分析的正确性。该机理具有广泛适用性,可为速射火炮降低后坐力提供新的思路。

考虑制退液空化的火炮制退机复进液压阻力计算

传统反后坐理论假设火炮后坐结束时制退机非工作腔内有真空段,基于该假设的火炮复进计算结果与实测结果有一定差异。以制退机非工作腔空化试验和压力试验为手段,研究了火炮后坐时制退液的空化现象及考虑制退液空化时制退机复进液压阻力的计算方法。研究结果表明:制退液在火炮后坐时发生了剧烈空化,后坐结束时制退机非工作腔内充满制退液空化泡,并不存在真空段。制退液空化泡是在复进过程中逐渐溃灭的,制退机非工作腔几乎不提供复进液压阻力。采用传统理论计算方法会导致对制退机复进液压阻力的高估。考虑制退液空化效应时,计算出的制退机复进液压阻力功比传统理论值小4.5%,火炮最大复进速度比传统理论值大10.5%。该结论为制退机的合理设计与故障诊断提供了参考。

在炮架上测试炮口制退器效率的方法

在不具备自由后坐台架试验条件时,在炮架上测试出炮口制退器效率。通过对火炮制退后坐射击过程、火炮自由后坐试验过程、炮口制退器效率计算公式和测试方法的分析,针对在装和不装炮口制退器两种情况,在炮架上直接进行全装药的制退后坐射击试验。分别测量后坐阻力-时间、后坐阻力-位移数据。后坐阻力对时间进行积分求得火药气体对火炮后坐部分的冲量,进而求得自由后坐动能,据此求得在全装药条件下的炮口制退器效率。

某火炮复杂反后坐装置工作特性仿真分析

某型火炮的反后坐装置包括驻退复进机和驻退机,结构十分复杂。为深入了解该装置的工作过程和主要影响因素,在分析该火炮后坐装置反面问题理论基础上,基于MATLAB语言编写了其反面问题仿真程序,通过仿真获得了该炮工作过程中的运动学和动力学参量,并分析了火炮实际工作过程中射角、温度、漏液、漏气等对火炮工作特性的影响。研究表明,后坐制动时,驻退机和驻退复进机都起了较大的作用,复进制动时,主要是驻退机起作用;驻退液温度、反后坐装置中的节制环内径磨损对火炮后坐长度和后坐阻力有较大影响。