弹带槽底压力作用下的弹体复合结构应力分析

给出弹体复合结构在受弹带槽底压力作用下的应力分析。通过数值解与平面解析解的比较可以看出，受局部压力作用的圆筒与受均布压力作用的圆筒不同，不能用平面问题的Ｌａｍｅ′解做该问题的近似解答，必须使用数值方法才能给出较可靠的分析。该结论不仅对受弹带槽底压力作用的弹体应力分析具有工程意义，而且对诸如身管机械自紧等一类问题均有参考价值。     

炮管应力强度因子

本文利用迭加法给出了在内压、自紧残余应力和热应力联合作用下,炮管中二维径向裂纹K_1解的一般表达式,及直径比W=1.25、1.5、1.752.0、2.5和3.0,相对裂纹深度a/W=0.02～0.7范围宽广的应力强度因子数值解及其拟合式。     

基于 MATLAB的三种群食饵-捕食者模型数值解

基于MATLAB的植物、哺乳动物、爬行动物三种群食饵-捕食者模型数值求解,先建立描述三种群数量变化规律的微分方程模型,利用MATLAB求微分方程组的数值解,通过对数值结果和图形的观察,猜测其解析解的构造.最后对模型进行改进,求出三种群在同一环境里相互依存而共生的平衡点.     

一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算方法

为推导一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算公式,首先采用ANSYS对不同摩擦系数的机械自紧进行数值模拟,发现摩擦系数对残余应力和塑性半径无影响,因此在推导塑性半径计算公式时可不考虑摩擦系数的影响;其次根据机械自紧过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等推导出了塑性半径的计算公式.利用该公式计算了9个不同模拟管的塑...     

探针式圆筒试验方法及TNT炸药爆轰产物JWL状态方程参数标定

圆筒试验是目前标定炸药爆轰产物状态方程参数最常用的试验之一,为了确定炸药爆轰产物JWL状态方程参数,设计并搭建了探针式圆筒试验平台。采用一组具有径向位移差的镀金探针和20 ns高精度脉冲测时仪记录圆筒膨胀过程中的多个离散点,当圆筒在爆轰产物驱动下膨胀到探针头部形成回路时,脉冲测时仪记录下时间,据此可获得圆筒壁的位移时程曲线。研究开展了两组TNT炸药的探针式圆筒试验,得到了圆筒膨胀位移离散点,试验结果显示两组试验曲线相差较小,表明探针式圆筒试验具有较好的重复性。采用BP-GA算法确定了TNT炸药的爆轰产物JWL状态方程参数,将确定的JWL参数代入有限元软件进行数值检验,结果显示仿真得到的位移曲线相对试验曲线的决定系数R2为0.9997,表明JWL参数具有较高的精度。     

振动离心复合环境试验下的结构响应分析

振动离心复合环境试验时,被试结构不但承受径向振动应力和离心力,还会在科氏力的作用下产生切向振动应力。在切向与径向动特性耦合情况下,被试结构在振动离心复合环境下会出现较明显的切向响应,进而形成两个正交方向高度相关的振动环境,暴露结构的潜在隐患。理论推导了被试结构的切向响应解析解,分析动特性耦合程度对径向与切向响应的影响,并通过仿真计算获得了角速度和结构动特性对结构响应的变化规律。     

高过载条件下弹丸材料所受应力的数值仿真

弹丸在发射过程中承受着复杂的载荷,这些载荷很难计算得出数值解析解。通常采用数值模拟法去仿真弹丸的发射过程,利用计算机模拟弹丸所受到的各种载荷。弹丸所受到的载荷简化为轴向载荷、径向载荷和环向载荷,并仿真模拟弹丸的初速度与实际的测试速度相一致。得出各个时刻弹丸各部分的应力值,依据材料的力学特性便可以对弹丸各部分进行强度校核,为弹丸设计工作中材料的选择提供理论依据。     

中等厚度金属靶板的三阶段贯穿模型

研究了刚性尖头弹侵彻贯穿中等厚度金属靶板问题。考虑靶板背表面开裂的影响,在有限厚度金属靶板两阶段侵彻模型的基础上,引入开裂侵彻深度概念,提出一个三阶段侵彻贯穿模型。基于不可压缩弹塑性材料有限球形空腔膨胀理论和等效拉伸应变断裂准则,得到弹头表面径向压力、开裂侵彻深度的解析解和弹头侵彻阻力的数值解,由Runge-Kutta法求解弹体运动微分方程,得到极限速度、剩余速度的数值解。与小截锥刚性锥头弹侵彻铝合金靶板弹道试验数据比较,本文模型计算结果与试验吻合很好。计算表明,弹头长度和靶板厚度对侵彻阻力的影响十分明显。     

刚性尖头弹侵彻有限厚度金属靶板分析模型

研究了刚性尖头弹以弹速或亚弹速垂直撞击有限厚度塑性金属靶板的侵彻问题。考虑靶板背表面自由边界的影响,建立并求解不可压缩弹塑性材料有限球形空腔膨胀模型,得到弹头表面径向压力的解析解。引入临界侵彻深度和临界撞击速度概念,提出一个两阶段侵彻模型。基于有限球形空腔膨胀模型,得到临界侵彻深度的解析解和弹体运动微分方程;用Runge- Kutta法求解微分方程,得到侵彻深度和临界撞击速度的数值解。与装甲钢靶板弹道试验数据比较,表明本文理论模型与试验吻合很好。     

自紧身管残余应力的一种解析解

根据炮钢材料在加载与卸载过程中的真实应力应变关系,应用弹塑性厚壁圆筒的一般理论,建立了考虑加载、卸载线性强化及鲍辛格效应的应力方程.最终给出了一种液压开端自紧身管的残余应力解析解.并以相应的残余应力测试实验证明,该解析解具有很高的精度.     

空心圆筒的非傅立叶热冲击问题研究

在热冲击问题中引进非傅立叶分析，考虑了在极端热传递条件下的非稳态传热过程中热量传播速度的有限性，然后用一种解析方法得到温度场和应力波传播的精确解．进而分析了空心圆柱体内的热动应力的响应和分布规律。结果表明，在热作用瞬态程度较高的情况下，受热冲击物体内尖峰应力将大大增加。     

消融控制电弧等离子体发生器的数值模拟

利用可消融材料制成毛细管,在其两端阳极与中空阴极间进行大功率放电,形成高压等离子体源．这种技术可应用于电热／电热化学超高速推进技术．本文在处理这类问题的时间相关两维统一模型基础上,针对狭长毛细管及径向快速松驰条件,运用积分平均方法,建立了能反映这一物理过程主要特征的时间相关轴向一维模型．计算表明：本文所建模型与计算方法能正确再现受限毛细管高压放电的主要物理过程,计算结果得到了实验验证     

速射武器身管一维径向传热的数值分析

该文根据射击过程中膛内火药气体温度场的瞬态脉冲特性,给出了膛内火药气体平均温度的变化规律;用能量平衡法导出了含有复合材料的一维轴对称瞬态传热的有限差分方程,并进行了大量的计算,得出了射弹数、射击频率、身管材料导热性能等因素对身管温度场的影响规律.这对从事速射武器身管的烧蚀问题研究以及弹药抗自燃问题,有一定的参考价值.     

身管冷径向锻造残余应力的模拟研究

身管是自动武器的核心部件,冷径向锻造是制造自动武器身管的一项新工艺。冷径向锻造后的身管通常需要后续的机械加工,且身管在动态的高温高压载荷下射击,锻后身管中的残余应力将直接影响身管后续加工中的尺寸精度及身管使用时的疲劳寿命。为了预测冷径向锻造身管内的残余应力分布及影响残余应力分布的各参数,建立了模拟身管的冷径向锻造及回弹过程的轴对称模型,得到了回弹后身管内的残余应力分布,并分析了各工艺参数对锻后身管内残余应力分布的影响规律,为进一步控制锻后身管内残余应力的分布提供了参考。     

短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响

运用空间轴对称有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响.研究表明,在拉伸和压缩载荷下,热残余应力可导致不对称的应力分布;热残余应力降低拉伸时的应力传递,加强压缩时的应力传递.     

固体发动机在温度载荷下的结构分析

为研究温度载荷对固体发动机的影响,进行了发动机在低温和温度周变载荷下的热-应力耦合仿真分析,得出在两种载荷下发动机的温度分布和应力应变响应。在低温载荷下,壳体和绝热层的交界面处热应力最大,是发动机的热应力危险部位;药柱內孔的应变最大,是产生裂纹的危险部位。在温度周变载荷下,最大应力出现在距离药柱內孔0.346m处,是发动机的脱粘危险界面。     

基于热－机耦合的柴油机气缸盖强度研究

采用有限元分析软件ANSYS分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热－机顺序耦合的方法,将热负荷和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况。研究结果表明：缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区和靠近排气门的喷油器座孔的一侧;热－机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点出现在两个进气门之间的鼻梁区和两个排气门之间的鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;缸盖的最小疲劳安全系数和最小疲劳寿命均满足设计要求。     

低速枪弹对有生目标作用效果的试验研究

通过试验获得了圆头弹、锥形弹、球形钢珠和圆柱空心弹在不同入靶速度、动能、比动能时生物靶标伤道深度、创伤现象与变化规律.试验表明:不同入靶速度、动能、形状、质量的4.5～7.62 mm口径的枪弹在比动能小于10.0J/cm2时,弹头未完全侵入生物靶标皮肤,基于这一结果,提出了一套低速枪弹比动能致伤判据和最小阈值,为认识低速弹致伤机理、发展非致命枪械和制定枪械杀伤力刑事科学技术鉴定标准提供了科学依据.