基于后坐加速度最大值的火炮装药号辨识仿真

为了用火炮后坐加速度最大值来辨识火炮装药号,在火炮内弹道和反后坐装置模型基础上建立了后坐加速度计算模型,通过仿真,分析了实际使用中火炮结构参数和射击参数变化对后坐加速度最大值的影响,发现药室增长量、装药温度对后坐加速度最大值影响较大,只用后坐加速度最大值不能对装药号有效辨识。采用了后坐加速度最大值和装药温度并结合四个药室增长量变化阶段来辨识装药号的方案,用人工神经网络建立了辨识模型。仿真试验表明：该模型对火炮装药号的辨识正确率达到100%。     

基于数值仿真的某型火炮身管设计压力曲线系统分析

火炮身管设计压力曲线给出火炮发射过程中身管各截面承受的最大压力,是设计身管壁厚的依据。高低温压力法只考虑了装药温度变化对膛压的影响,从系统的角度考虑,装药质量、药室增长量、弹丸质量变化也会对膛压造成影响。通过对某型火炮内弹道模型进行数值仿真,分析上述因素变化对膛压和身管设计压力曲线的影响,并给出了各因素综合作用下的身管设计压力曲线。研究表明,装药质量、装药温度和药室增长量变化均对膛压有较大影响;装药质量和装药温度直接影响身管设计压力曲线的组成。     

火炮反后坐装置密封件工作压强数值仿真

导致火炮反后坐装置密封件失效的关键参数是密封件的工作压强.在反后坐装置和内弹道模型基础上,通过数值仿真方法,获得了某型火炮工作过程中驻退机和复进机各腔室压强变化曲线。分析了火炮使用过程中装药号、药温、射角、弹重、药室增长量、节制环内径磨损量、液体温度等参数对压强峰值的影响,最后给出了各因素综合作用下压强的最大峰值。     

基于数值仿真的火炮身管压坑允许深度曲线精细化研究

火炮身管压坑允许深度曲线是战场判定受损身管能否继续使用的依据。在分析身管压坑允许深度曲线成因基础上,借助数值仿真方法研究了火炮射击条件变化对压坑允许深度曲线的影响。研究标明:目前使用的火炮身管压坑允许深度曲线存在较大的安全裕度,容易引起战场误判;不同射击条件下身管压坑允许深度曲线是不一样的;装药温度、装药号和药室增长量对身管压坑允许深度曲线有较大影响。     

计及布尔登效应的身管振动特性研究

弹丸发射过程中身管的振动对射击精度有很大影响,为了掌握身管振动的规律,将身管简化为悬臂梁模型,在此基础上建立了身管横向振动方程,运用模态分析法求解系统动力响应。针对某火炮不同装药量身管振动进行了数值仿真,对不考虑膛内气体对身管作用和考虑膛内气体对身管作用两种情况进行了比较。求解过程中弹丸的位移、速度和加速度均为实际数据。结果表明,静扰度对身管的振动特性有很大影响,静扰度为0时,弹丸初速越高,弹丸出炮口阶段炮口振动幅度越小,膛内气体对身管的作用力能有效减小发射期间身管的振动幅度。     

温度对火炮反后坐装置工作性能影响数值仿真

温度对火炮后坐装置工作性能影响十分复杂,基于某型火炮的内弹道和反后坐装置后坐反面问题模型,采用数值仿真方法,系统分析了装药温度、驻退机温度、复进机温度单个变化和同时变化对火炮后坐阻力和后坐长度的影响。研究表明:装药温度和驻退机温度变化对火炮后坐阻力和后坐长度影响较大;火炮首发射击和连续射击时,后坐阻力峰值和后坐长度与温度之间并不是单调的增减关系;火炮连续射击可以达到更为苛刻的极限射击条件。     

基于MATLAB的某大口径榴弹发射器的变初速分析

以某大口径榴弹发射器为例,对采用外加药室容积的变初速技术进行分析。利用内弹道原理对变初速方案进行建模;利用Runge-Kutta法,通过MATLAB软件进行变初速后的内弹道仿真。仿真结果说明了外加药室容积在不同位置时对弹丸初速的影响规律及影响程度,对变初速技术的工程应用具有一定的指导意义。     

基于Recurdyn的齿形推弹链推送研究

由于大口径火炮往往采用分装式弹药结构,在输弹过程中,弹丸必须要达到卡膛速度,以保证卡膛牢靠。为了保证弹丸卡膛速度的一致性,输弹速度必须随火炮射角变化而进行调整。对齿形推弹链在各射角下的推送速度控制进行研究,基于虚拟样机技术,通过分析推弹链工作原理,建立合理的控制算法,利用动力学分析软件Recurdyn和控制软件Matlab,建立其联合仿真模型并实现仿真运算,同时考虑到推弹链和弹丸的间接性冲击以及链条的多边形效应会导致推弹链运动的不稳定性,对销轴和链板进行刚柔耦合分析,以验证控制方案的可行性。     

恒定动能打击变初速发射原理

为实现新型防暴枪的恒定动能打击,提出了在身管内增加刚性凸起增大弹丸挤进阻力的变初速原理.建立了刚性凸起的变初速计算模型,利用LS-DYNA软件探索了凸出量变化对弹丸初速的影响规律,并通过调节刚性凸起的凸出量,拟定了在12 J/cm2,16 J/cm2,22 J/cm2的三种恒定打击动能条件下初速调节设计方案.     

弹丸高速侵彻水介质的理论分析与数值仿真

弹丸在水中高速运动时涉及到复杂的流固耦合及多相流流体动力学问题,对于弹丸高速侵彻水介质的研究一直以来没有获得较大的突破。通过理论分析,给出了弹丸高速侵彻水介质的理论分析模型。并应用ANSYS/LS-DYNA软件,采用ALE算法对高速弹丸侵彻水介质过程进行了流固耦合的数值仿真计算。结果表明:该仿真模型有效解决了弹丸高速侵彻水介质时,由于流固耦合计算中流体形变引起的数值计算困难;弹丸初速越高,速度衰减越快,且变形越严重;衰减系数和阻力系数都随着弹丸初速的增大而增大。为弹丸高速侵彻水介质的理论分析和数值仿真研究提供有价值的参考。     

高膛压火炮内弹道仿真研究

为了掌握高膛压、高初速火炮的内弹道特性,基于各种阻力的内弹道理论,运用C语言进行了内弹道仿真.通过与实验数据进行比较,结果表明：仿真结果与实验基本吻合,验证了该仿真方法的正确性.     

弓形折流板对消防车取力器换热装置换热影响的研究

利用FLUENT软件对消防车取力器换热装置壳侧湍流流动进行模拟,综合应用体积多孔度、表面渗透度和分布阻力的方法,建立了适用于准连续介质的N-S修正控制方程,用标准的k-ε模型考虑管束对湍流的产生和耗散的影响,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应,分析了不同弓形折流板间距对管壳式换热器壳程的速度场、温度场、压力场、回流...     

Select laser melting of W–Ni–Fe powders: simulation and experimental study

Using W, Ni, and Fe powders as raw materials, selective laser melting (SLM) technology was considered for fabrication of 90W–7Ni–3Fe parts in one step. The investigation into simulation of temperature field of SLM W–Ni–Fe powder system was highlighted. Effects of processing parameters of scan velocity, laser power, scan interval, and preheating process on temperature field distribution were studied through establishing a 3D model based on finite element analysis theory. The simulation results show that a lower thickness, narrower scan interval, and a slower scan velocity tend to improve the temperature in powder bed. Moreover, the parameter range in which the maximum temperature in powder bed could reach up to the melting point of W (about 3,420°C) was obtained. Experiments on different processing parameters were carried out, and a good agreement with the simulation results could be found.     

弹性胶泥冲击加载缓冲器设计

在进行火炮后坐运动动态模拟实验时,为了使被试火炮产生与实弹射击相同的后坐动态响应,需要对冲击加载载荷进行控制。通常可在冲量发生器和后坐部分之间加装缓冲器,利用缓冲器的刚度特性,控制传递到后坐部分的载荷,以实现与火药燃气形成的炮膛合力相同的变化规律。根据火炮后坐动态模拟实验的需求,应用新型弹性胶泥材料,设计了用于冲击载荷控制的加载缓冲器。利用被试火炮后坐运动的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立了后坐动态模拟试验的仿真模型,对后坐运动及缓冲器参数进行了仿真计算。仿真结果表明,弹性胶泥缓冲器可以较好地实现火炮发射的炮膛合力,满足火炮后坐动态模拟实验的要求。     

基于系统模型的某大口径自行火炮抽气装置效能问题研究

针对大口径自行火炮普遍存在的抽气效果不佳的问题,建立了包括内弹道模型、反后坐装置模型和抽气装置抽气效能模型的某大口径自行火炮抽气装置系统模型。基于该模型全面地分析了影响自行火炮抽气装置效能的因素,这些因素既包括使用条件方面的装药号、温度和射角,也包括火炮自身技术状况方面的复进机气压、驻退机液量和驻退机节制环磨损量,结果表明,抽气装置很难在这些因素综合作用下可靠抽气。从抽气效能最差的使用条件出发,在分析各结构参数变化对抽气装置效能影响的基础上,给出了一种抽气装置结构改进方案,使该火炮的抽气效能得以大幅度提高。     

基于仿真技术的火炮抽气装置效能问题研究

为提高火炮抽气装置的工作效能,建立了某型火炮抽气装置效能计算模型,通过仿真,分析了抽气装置结构参数对其效能的影响规律,揭示了有效工作时间和安全系数这两个常见效能指标之间的联系。安全系数在有效工作时间基础上还考虑了抽出气流速度,反映抽气工作效能更为合理;计算了结构参数对效能的灵敏度,发现对有效工作时间和安全系数影响最大的几个结构参数是一致的;最后,采用直接搜索算法、模拟退火算法和基因算法实现了对该型火炮抽气装置的结构优化。     

气液联合式碎石器建模与仿真分析

气穴是流体机械中常见的一种有害现象。针对气液联合式碎石器中出现的气穴现象以及目前使用的仿真模型均未考虑内油道形状与对应液阻,在分析主运动件及内流道数学模型的基础上搭建了包含局部阻尼损失的整机仿真模型,根据影响气穴的参数类型及对应取值范围设计了正交试验方案,在此基础上进行了仿真分析。结果显示:活塞运动周期基本不受因子及对应水平组合的影响;活塞质量及氮气室初始容积是影响活塞后腔最低压力及冲程最大速度的主要因子,同时后腔最低压力及最大速度均与活塞质量及氮气室初始容积呈负相关;由于回弹力作用,活塞打击钎杆后并未作停顿而是立即加速回程。