考虑身管柔性的坦克行进间发射动力学研究

针对弹丸起始扰动会影响坦克行进间射击密集度问题,建立身管柔性的坦克行进间发射动力学模型;考虑弹丸动不平衡及质量偏心、弹炮相互作用、弹炮间隙,建立坦克行进间射击弹丸膛内运动方程;编制行进间射击的坦克发射动力学仿真程序,获得某坦克行进间射击弹丸膛内运动规律及千米立靶密集度,并试验验证仿真结果。该结果可为提高坦克行进间射击精度提供理论基础与仿真手段。     

狙击步枪弹/枪相互作用数值研究

为深入研究弹头膛内发射过程,基于非线性有限元理论建立了弹/枪相互作用数值计算模型。模型将内弹道计算与弹头发射过程有限元计算相耦合,真实地反映了膛压生成与弹头膛内运动之间的耦合关系;模型考虑了弹头挤进过程,将挤进过程与后续内弹道过程相结合,保持了内弹道过程的完整性;模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲现象,是一个较为完善的求解弹头发射过程理论模型;通过对比试验结果与仿真结果证明了模型的正确性。借助该模型对弹头膛内发射过程进行了数值计算,获得了弹头受力、应力/应变分布、有无重力作用下的枪口振动情况与弹头膛内摆动情况,揭示了弹/枪相互作用机理。     

弹丸膛内运动引起炮管振动的小参数解法

本文研究弹丸膛内运动引起的炮管横向振动问题,模型中同时计入了弹丸重力及炮管的静挠度和动挠度对炮管振动的影响。以弹丸与炮管的质量比作为小参数,用摄动法求得了单发射击时炮管振动整个过程的一般解。并利用叠加原理,将单发射击的分析结果进一步推广到连发射击的情况,从而建立了完整的弹丸膛内运动引起的炮管振动理论和分析方法。     

弹丸贴膛一般运动与减小射弹散布措施的研究

本文建立了非对称弹丸前定心部紧贴炮膛壁一般运动的横向运动微分方程;求得了对称弹丸在膛内的贴膛运动规律,并与弹带中心沿炮膛轴线运动假设下的弹丸贴膛运动进行了对比。指出了减小射弹散布的措施。     

弹丸在膛内的一般运动规律

本文用WKB法等方法,求解了弹丸在膛内的一般运动微分方程,讨论了弹丸在膛内的一般运动规律。     

连续射击过程中加速运动弹丸激励下身管横向振动特性研究

为研究火炮连续射击过程中炮口振动特性,建立了弹丸膛内加速运动作用下身管横向振动方程;采用小参数法,导出了单发弹丸激励下身管振动方程的近似解;通过迭代求解得到了连续射击过程中身管振动方程的近似解。针对弹丸有、无质偏两种情形,结合试验测得的弹丸加速度,研究了身管阻尼系数、发射间隔对炮口振动特性的影响。研究表明:身管阻尼系数影响炮口弹丸冲击响应的衰减速度;无间隔连续射击下炮口的振动幅度单调增长,射击精度呈下降趋势;针对特定口径身管,当发射间隔大于一定值后,连续射击下炮口振动与单发射击相同。研究结果可为确定火炮射击速度与提高火炮射击精度提供理论指导。     

某火炮膛内压力的测试研究分析

火炮射击时膛内火药气体压力即膛压,是火炮武器系统的重要内弹道参数,是评定火炮、火药装药、弹丸和引信等的弹道性能好坏的霞要技术指标之一.本文分别对铜柱和放入式电子测压器所测膛压数据进行分析比对.运用Mathcad软件对实测膛压值进行处理,得出的结论为此型火炮射击的精度和射击的安全性提供了重要参数.     

基于激波测试技术的弹丸射击精度测试系统

枪炮等管式武器的弹丸射击精度是评价武器性能和指导武器设计的重要技术指标.为了研究和准确测量枪炮的射击精度,设计了新型枪炮弹丸射击精度测试系统,包括高速弹丸探测传感器阵列和数据处理终端.前者探测高速飞行的弹丸产生的激波变化,经过信号调理后数字采样,并由无线数传设备传输至数据处理终端;后者根据数学模型及其算法,计算得到弹丸的射击精度,并进行汇总、统计分析、报告生成与打印等.系统基于激波测试技术和数字信号无线传输技术,实现了高速飞行弹丸的全弹道射击精度自动测试.系统结构紧凑,布设便捷,降低了使用要求,克服了人为布设仪器带来的随机误差.增加激波传感器数量,系统测试精度可以达到校验级,以用于对天幕精度靶、光幕精度靶等传统光学精度靶的校验.通过试验可知,系统测试精度高,性能稳定,没有误报、漏报现象,具有极大的推广应用价值.     

自行火炮行进间发射动力学研究

对自行火炮行进间射击发射动力学进行了深入研究,建立了弹炮耦合的自行火炮系统发射动力学模型。应用多体系统传递矩阵法和总传递方程自动推导定理,推导了自行火炮行进间射击动力学方程;推导了弹丸发射动力学方程,编制了自行火炮发射动力学仿真程序,仿真获得了自行火炮行进间射击弹丸膛内运动规律、弹丸起始扰动、自行火炮系统动力学和密集度等,部分仿真结果得到试验验证,研究结果为提高自行火炮行进间射击精度提供了理论基础与仿真手段。     

弹带挤进过程内弹道特性研究

将弹带应变能和摩擦耗散能引入到经典的内弹道能量平衡方程。考虑药室锥度计算膛内火药气体压力的分布规律,得到弹丸起始运动内弹道方程,并将其解作为力边界条件,利用显式方法对三维弹带挤进过程进行热力耦合计算;同时,采用改进库伦模型,考虑温度对摩擦力的影响计算弹带身管之间的摩擦力。分析了典型火炮挤进过程中挤进阻力、膛压以及弹丸速度的变化规律,对火炮设计、射击精度提供了有效的参考。     

弹丸-身管耦合系统动力学模型

基于多体接触理论建立了弹丸与身管耦合的动力学模型。模型中将身管离散为有限个刚性段，每两段质心间用一个无质量的梁连接，根据Timoshenko梁理论确定质心间的力和力矩，考虑了弹丸弹带、前定心部与膛壁的碰摩，计及了膛线对弹带的扭转作用，对弹丸住胖内的运动过程进行了访真计算，结果表明该动力学模型能够反映弹丸膛内运动的规律，利用该模型可进一步研究弹丸与全炮发射过程的耦合问题。     

某炮弹弹体内膛裂纹原因分析

目的某弹体作为某炮弾一重要零件,材料采用9260钢。研究其在冲压过程中,毛坯内膛出现侧壁拉裂和底部裂纹疵病的原因。方法利用理论分析毛坯在冲压过程中的变形机理和金属流动规律,结合理化检测等手段,对弹体疵病产生的原因进行了系统分析。结果通过对毛坯成形原理分析和理化检测分析,对裂纹产生的原因进行逐一排查,最终准确找到了该弹体疵病产生的原因。结论弹体用9260钢原材料存在缩孔残余及沿晶低熔点物质,是造成弹体毛坯侧壁拉裂和裂纹的根本原因。     

TC4钛合金板厚度对其撞击失效特性影响研究

为了揭示TC4钛合金板抗撞击性能与失效模式随厚度的变化规律及机理,采用ABAQUS/Explicit有限元软件建立平头弹撞击不同厚度靶板的模型,对弹体撞击不同厚度靶板进行计算。通过对比数值仿真与撞击实验结果,验证仿真模型的有效性。研究结果表明,靶板的主要失效模式、耗能机制、弹道极限随其厚度增加会发生改变,靶板厚度存在对应的转折值。对于TC4钛合金薄板,当靶板厚度比较小时,靶板拉伸撕裂破坏占主导作用。但是,当靶板厚度比较大时,靶板主要失效模式是局部剪切破坏。当靶板厚度小于4 mm、大于8 mm时,弹道极限速度随靶板厚度的增加而增加;当厚度为4~8 mm时,弹道极速度变化不明显。     

隐身榴弹表面吸波材料的抗压强度分析

在火炮发射隐身榴弹过程中，由于隐身榴弹的静不平衡、动不平衡，造成隐身榴弹在膛内运动过程中碰撞膛线，其表面涂敷的吸波材料将承受较大的接触力．发射过程中应保证不损伤吸波材料表面，确保吸波材料具有良好的吸波性能、不增加隐身榴弹的雷达散射截面．从理论上计算了隐身榴弹与膛线之间的接触力，为研制隐身榴弹用的抗压吸波材料提供了设计指标．     

Dynamic response and microstructure evolution of the finite steel target subjected to high velocity impact by copper explosively formed projectile

The dynamic deformation of the finite steel target subjected to high velocity impact of copper explosively formed projectile is investigated by optical, scanning, and transmission electron microscopy. Morphology analysis of fracture surfaces indicates that the copper remainder plated to the crater wall shows extremely plastic deformation, which consists of elongated parabolic dimples, and the mild carbon steel target exhibits excellent brittle features that material fails mainly along the cleavage facets on the rear surface of target under strong impact of explosively formed projectile. In the surface of crater, the whole part of copper remainder and partial material of steel target undergoes completely dynamic recrystallization. The layer thickness of dynamic recrystallization zone, which displays an extreme plastic flow in solid state, is about 21.3 μm in steel target, and the average size of the refined grains significantly decreases to approximately 200 nm. Theoretically calculated results indicate that the temperature increase is associated with shock wave and plastic deformation of steel target and can reach 1352 K, which is 0.75T_m (where T_m is the melting temperature of steel target). The change in microhardness from the crater wall to the matrix of target is consistent with micro‐deformation of grains, and maximum microhardness is observed on the interface between dynamic recrystallization and severe plastic deformation zones of steel target.     

Friction and ablation measurements in a round bore railgun

Detailed experiments were performed in order to determine electrode ablation and friction effects in a round-bore railgun. An accelerating model was developed which includes electrode-ablation effects, the viscous arc drag, and the mechanical friction of the projectile. In addition, a novel nonlinear electrode-ablation model was found to describe the experimental data very well. A model for the mechanical friction force between the projectile and bore wall was applied to the equation of motion. The position/time data of the projectile acceleration could be adjusted with quite reasonable friction effects. Theoretical and experimental results show that the `ideal' projectile velocity is decreased by about 28%: 15% due to electrode ablation, 9% due to mechanical friction, and about 4% due to viscous arc drag     

CuNi90/10承插焊三通成形过程数值模拟与工艺优化

基于Deform-3D,建立了CuNi90/10承插焊三通成形热力耦合有限元模型,对比分析了冲头形状、推制速度、初始温度、摩擦系数等因素对水平载荷的影响,结果表明,柱状凸面冲头成形质量最好,最优的推制速度为40 mm/s,初始温度950~1 000℃,摩擦系数越小越有利于成形。      

基于耦合机制的宽温度自润滑陶瓷刀具材料

采用真空热压烧结工艺,制备TiB_2/(W,Ti)C/Ag(TWA)双润滑机制耦合从低温到高温均具有润滑性能的陶瓷刀具材料。X射线衍射(XRD)分析表明烧结过程中各组分化学相容性较好,断口形貌扫描电子显微镜(SEM)照片显示润滑剂Ag不仅能有效填充晶粒间隙,还能增强晶粒间黏结强度。以TiB_2/(W,Ti)C(TW)作为对比进行摩擦磨损实验,结果表明:室温下磨损表面均出现轻微机械犁沟,随着温度升高,TWA磨损表面形成富含润滑剂Ag的润滑膜,能有效减少摩擦系数与磨损量,400℃时其磨损量仅为TW磨损量的一半,TW、TWA主要磨损机制分别为磨粒磨损和黏结磨损。TiB_2在700℃原位生成的反应膜能提高复合材料减磨与耐磨性能,TW、TWA磨损机制主要为轻微磨粒磨损和氧化磨损。