电磁阻尼器磁铁形状与阵列方式优化研究

利用Ansys Maxwell电磁仿真软件,建立了板型电磁阻尼器在高冲击载荷下的二维仿真模型。以某火炮为应用对象,以相同磁铁质量为基础,研究了不同磁铁形状、不同阵列方式下电磁阻尼器的阻尼效率。研究表明:磁铁形状对阻尼效率有较大的影响,在磁铁质量一定的情况下,磁铁宽高比、长高比均存在最优值,随着磁铁宽长比的减少,磁铁效率下降;随着磁铁宽高比、宽长比的减少,总模型效率上升,可以通过增加磁铁数来保证阻尼性能;磁铁阵列方式对阻尼性能的影响较小,但随着阵列层数增加,总模型效率降低。

筒式武器有限空间内发射流场特性研究

为探究筒式武器在有限空间内发射后喷流场特性,文中采用ANSYS Fluent软件对某型筒式武器后喷流场进行求解,得到了其后喷流场冲击波云图,近、远场压强变化曲线。研究表明:筒式武器在有限空间内发射后喷流场可分为3个阶段:初始波系形成阶段、冲击波反射阶段以及紊乱阶段;冲击波与壁面碰撞形成的反射波会引起流场压强回升,对炮手点压强峰值影响较大,峰值提高为自由射场的2.5倍,而对近壁点压强峰值的提升较小。

高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载荷作用下的阻尼输出特性和动力学特性,研究分析了内筒和外筒电磁阻尼力的分布特点;重点探究了导磁筒厚度、导电筒厚度、气隙宽度以及磁靴厚度等参数对动力学特性的影响。研究结果表明:双筒型电磁阻尼器的阻尼力主要由内外导电筒提供,外导电筒占据主导部分;内外导磁筒厚度在一定范围内不会对阻尼力产生影响。

考虑堵片影响的筒式武器后喷流场研究

为了研究筒式武器后喷堵片参数对后喷流场的影响,利用Ansys Fluent流体计算软件,基于6 DOF动网格技术和铺层网格更新方法,建立了筒式武器后喷流场二维轴对称数值仿真模型,并进行仿真计算。以某型筒式武器为研究对象,研究了筒式武器在不同堵片质量、不同破膜压力条件下发射时后喷流场规律。研究表明:堵片在后喷流场中的运动可分为3个阶段:加速运动阶段、稳定运动阶段和减速运动阶段;筒式武器在堵片质量为30.5 g、破膜压力为10 MPa条件下发射,堵片速度最高可达670 m/s左右;随着堵片质量增加,堵片速度明显减少,近场压强第1个峰值有减小趋势,第2个峰值有明显增大趋势;随着堵片破膜压力增加,第1个压强峰值变化较小,第2个压强峰值明显增大,堵片速度呈上升趋势。

电动冲量发生器设计与数值分析

为获得合适的冲击特性,以某冲击载荷加载试验为依托,基于碰撞能量转移原理,提出一种通过电机驱动、齿轮齿条传动、碰块直线运动结合的电动冲量发生器设计方案。建立了该型电动冲量发生器的数学模型,分析了设计参数对产生冲量的影响,提出了满足不同冲量要求的模拟试验的调整方案。研究结果表明:新型电动冲量发生器可以较好模拟试验所需的冲量,可以通过调整碰块质量的大小以满足不同冲量要求的模拟试验。

燃气射流驱动液柱和堵片相互作用特性分析

为了研究单兵无后坐力炮含液柱平衡体发射时降低尾喷发射特征的效果,利用Ansys Fluent流体力学计算软件,基于6DOF动网格技术和VOF多相流计算方法,对燃气射流驱动液柱和堵片的相互作用特性进行了数值模拟,分析了燃气射流驱动液柱和堵片之间的相互作用特性,并与不含液柱平衡体发射时的流场计算结果进行对比。结果表明:含液柱发射时,液柱受火药燃气推力和堵片的阻碍作用,在出喷管后会迅速发生多次破碎并充分雾化,并且液相会受到火药燃气射流的卷吸作用,将燃气射流包裹在液相内,从而达到降低尾喷发射特征的目的。与不含液柱发射的情况相比,尾喷流场形成的冲击波压强峰值降低了29.5%;射流顶端流场的发展区域,速度峰值降低了48.0%,温度峰值降低了29.0%;堵片在运行过程中的最大速度降低了17.5%。