转膛自动机弹带二次挤进过程数值模拟

为研究转膛自动机转膛衬套与身管衬套膛线不等高带来的弹带二次挤进问题,建立反映膛线高度差的弹 带二次挤进过程分析有限元模型。通过数值仿真获得弹带完全挤进转膛衬套和身管衬套的应力、变形和温度;仿真 结果与实弹射击回收的弹带刻痕吻合较好,说明所建立有限元模型具有一定的可信度。对比转膛衬套采用半高膛线 与全高膛线的仿真结果表明：转膛衬套与身管衬套膛线不等高显著影响弹带挤进过程,采用半高膛线能使弹带挤入 转膛衬套更平稳,但弹带在二次挤进身管衬套时会产生更强的冲击;采用全高膛线在弹带挤入转膛衬套时更困难, 但在二次挤进身管衬套时较为平稳。     

转管自动炮供弹系统制动方法及动态特性研究

由于转管自动炮对供弹系统的制动特性要求极高,故有必要研究附加力矩对供弹系统制动特性的影响。建立空间路径下弹带运动多体动力学模型,通过力矩变化对供弹系统制动特性进行仿真分析;通过动力学理论建立供弹系统弹链的运动约束方程,对弹链带上链节的运动规律进行描述;通过仿真分析结果和测试实验数据进行对比,得到附加制动力矩对供弹系统制动特性的具体影响。研究结果显示：附加制动力矩可以有效改善供弹系统的供弹条件。     

航炮吊舱偏流装置的膛口流场数值模拟

为减小安装于机翼下的吊舱航炮膛口流场对机翼的危害,根据国外先进的航炮吊舱偏流装置结构,设计了一种带斜切角的航炮吊舱偏流装置,基于三维Euler方程并结合流体力学计算软件,应用重叠网格技术,分别对有、无偏流装置时的膛口流场进行了数值仿真,其中在有偏流装置的情况下,分别对斜切角为0°,30°,60° 3种斜切角度的偏流装置膛口流场进行了仿真分析,主要研究了在不同斜切角度偏流装置下的非对称流场结构对机翼产生的危害。研究结果表明,此偏流装置将对称性流场变为了非对称流场,能有效降低火药燃气对机翼的冲击和灼伤,并且随着偏流装置斜切角的增大,效果越明显,起到了降低火药燃气的对机翼危害的作用。同时,通过对弹丸侧向速度的计算,得到了弹丸的侧向速度增量,弹丸的侧向速度主要由偏流装置的偏心结构和斜切角引起,随着斜切角的增大,弹丸侧向速度增量有先减小后增大的趋势,选择合适的斜切角能使弹丸侧向速度增量最小,保证了射击精度。     

高速电主轴转子-轴承-外壳系统动力学特性研究

高速深孔磨削加工电主轴采用加长悬臂外壳,其在力作用下的挠性变形对电主轴的转子动力学性能的影响不可忽略,而传统电主轴转子动力学模型均将外壳简化为刚体,不能描述该类复杂结构电主轴的动力学行为.考虑外壳的挠曲变形,基于整体传递矩阵法和成对轴承分析理论,建立了电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型,提出了电主轴整机临界转速、电主轴轴端动态刚度的计算方法.通过算例系统地分析了电主轴外壳抗弯刚度、轴承选型等对电主轴动态特性的影响;研制了高速内圆磨削电主轴试验样机,开展了电主轴轴端动刚度的试验验证.结果 表明:建立的电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型计算精度高,可用于深孔磨削加工电主轴的动力学特性分析;电主轴外壳悬臂端是主轴动态薄弱环节,采用非同心圆环的增强外壳能明显提升电主轴的临界转速与动态刚度;选用特轻系列轴承替代轻系列轴承,电主轴的一阶临界转速和轴端静刚度均有所增大.     

梁弯曲振动的键合空间表示及其在炮口扰动分析中的应用

为模拟梁类复杂系统的动力学行为，基于键合空间理论建立Timoshenko梁弯曲振动的动力学模型和固有频率特性分析方法。定义梁单元势、流、动量和位变空间向量，推导以动量空间向量和位变空间向量及其1阶导数表示的梁单元状态方程；通过直接求解特征值问题获得梁弯曲振动的固有频率和相应振型，所提方法与解析法计算的前6阶固有频率最大相对误差为0.796 0%,MAC不小于0.997 2,说明梁弯曲振动键合空间模型是正确的。在此基础上，将所建梁弯曲振动键合空间模型嵌入某火炮自动机系统发射动力学模型中，开展了炮口扰动分析，仿真与连发射击试验测试结果相符，说明所建炮口扰动分析模型是正确的，为弹炮耦合发射系统动力学分析提供了新方法。