基于Johnson-Cook本构模型的弹带挤进过程数值模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法对某大口径火炮弹带挤进过程的力学机理进行了研究。基于Johnson-Cook动态本构模型并结合实验测试数据,在有限元软件ABAQUS中建立了挤进过程的非线性动力学模型,利用显式数值积分算法对弹带挤进过程的非线性动力学进行了数值模拟。通过数值计算,分析了弹带刻槽形成过程,得到了弹丸挤进运动规律、动态挤进阻力及挤进压力值,获得了摩擦性质对弹带挤进过程的影响规律。结果表明:摩擦系数越大,挤进时间越长,挤进阻力越大,对应的挤进压力也就越高。研究结果可为大口径火炮、弹丸和装药设计研究提供一定的参考。     

基于温度修正的弹丸挤进身管过程摩擦模型

弹丸挤进身管过程中,弹带与身管之间的摩擦特性不仅对内弹道特性产生影响,而且影响对身管寿命的预测。在弹丸挤进过程中,弹带与身管之间的摩擦具有高速高接触压力特性。基于弹丸挤进过程中的弹带变形机理,提出一种新的描述弹带与身管之间摩擦特性的摩擦模型,该模型考虑了接触压力、滑移速度以及连发射击时温度升高导致弹带表层熔化的影响;建立热力耦合的弹炮匹配有限元模型,分析弹丸挤进过程弹带应力及温度变化,并与文献［24-25］提出的摩擦模型进行对比验证,研究弹丸挤进过程中的弹丸速度和弹带表层温度变化规律。结果表明：新的摩擦模型能够准确描述弹丸挤进过程中弹带与身管之间的摩擦特性。     

弹丸不同结构尼龙弹带挤进过程的阻力特性

为研究大口径火炮发射状态下弹丸尼龙弹带挤进过程的阻力特性,分析不同结构尺寸弹带的影响,建立弹带挤进的有限元模型。基于显式动力学有限元方法,编制内弹道程序对压力场进行计算,利用Abaqus软件对结构动力学过程进行仿真模拟,通过软件内部幅值自定义子程序接口将内弹道程序与动力学过程进行耦合求解。对不同弹底半径、不同宽度以及不同刻槽形式的弹带结构进行仿真计算,模拟结果完整地呈现了挤进过程中弹带的力学性能和变形演化。结果表明：弹丸底部半径越大,弹带流变空间越小,挤进阻力也越大;弹带的密封性能随着其宽度增加而逐渐改善,但所受阻力也会逐渐增大,当宽度过大时会引起膛压过高和弹带失效等风险;弹带刻槽可以有效地将单段流变转变为多段流变,在保证闭气性能前提下避免弹带宽度过大而造成的阻力过大,且刻槽深度变化对挤进阻力的影响比刻槽宽度变化更大;仿真计算结果可为后续选择合理的弹带结构提供重要参考。     

某大口径榴弹炮弹带挤进过程数值模拟研究

为探索某大口径榴弹炮发射条件下弹带挤进过程的力学机理,建立了弹带挤进坡膛的有限元模型。通过数值模拟研究弹带的动态挤进过程,分析弹带变形及刻槽形成过程,计算得到弹带动态挤进阻力、挤进压力和弹丸运动规律,给出了最大挤进阻力值、挤进压力值及对应时刻弹丸速度值。研究结果表明,挤进过程中弹带材料经历塑性变形流动,发生剪切失效占主导的韧性断裂并形成刻槽,弹带挤进后具有明显的层状特征,其内部区域的塑性变形量很小,弹带绝热变形产生的热量不足以使弹带材料熔化。文中采用的实验测试数据为数值模拟研究提供了支持,下一步工作的重点是开展针对弹带动态挤进阻力及弹丸运动规律的实验研究。     

两种中口径弹药弹带动态挤进阻力特性的实验研究

针对弹丸挤进过程中弹带在坡膛产生高应变率塑性变形及断裂问题,采用短管炮发射装置完成了两种不同弹带动态挤进过程的阻力特性实验。采用动态压力测量和高速录像系统进行了挤进过程中膛内火药燃气的压力和弹丸位移数据的测量。对膛内压力和位移数据进行计算,得到了弹带挤进变形期间的阻力特性曲线。研究结果表明,弹带材料和结构对挤进阻力的影响较为明显,紫铜弹带相对于尼龙弹带有较高的挤进启动压力和最大阻力值,相应的挤进时间较短。     

尼龙弹带动态挤进特性试验研究与数值分析

为了研究尼龙弹带在滑膛炮中的挤进特性，设计了短管炮发射装置，进行了动态射击条件下的穿甲弹挤进试验研究。采用瞬态压力测量系统和高速摄像仪得到挤进过程中膛内压力和弹丸运动参量，计算得出弹丸动态挤进过程的阻力变化特性曲线，分析了弹底平均压力上升速率对于尼龙弹带挤进过程的影响。基于试验工况，采用弹塑性大变形的C-S模型，数值模拟了尼龙弹带的挤进形变过程，研究了尼龙弹带挤进动力学特性。研究结果表明：尼龙弹带在挤进过程中发生了弹塑性变形，弹带内部为压剪状态，弹带主要失效方式为剪切失效。动态射击条件下的弹丸在挤进过程中挤进阻力随挤进位移的增大先增大后减小；当弹底平均压力上升速率从2.92 MPa·ms^-1增大到3.28 MPa·ms^-1时，挤进时间缩短了4.36%，最大挤进阻力增大了5.12%；弹丸位移的计算值与测量值的平均误差为5.24%，该三维动态挤进模型可以较好地预测尼龙弹带的动态挤进过程。     

大口径防爆弹弹带挤进过程仿真与分析

防爆弹的弹带挤进过程是其在内弹道运动过程中的重要组成部分,弹带挤进时期的应力应变情况对提高火药气体密封、弹丸出膛初速等具有重要影响.根据Von Mises屈服准则,建立了防爆弹3D结构模型和材料模型看,利用显式动力学分析软件ANSYS/Explicit Dynamics对3D模型进行了有限元分析,得到挤进过程中弹带的应力集中区域和变形情况.根据受力平衡,计算了防爆弹动态挤进阻力.数值仿真实验结果为防爆弹弹带、身管设计提供了一定的理论依据.     

弹带挤进过程的有限元分析

运用有限元分析软件对弹带挤进过程进行分析,通过建模、加载、求解等,得出弹带挤进过程不同时期的压力及动态过程,为弹带的生产提供参考.     

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。     

弹带宽度对弹丸挤进过程的影响分析

弹丸挤进过程是火炮发射继点火传火之后的起始阶段,弹带结构对弹丸挤进过程有一定的影响。针对某大口径火炮,基于 Hypermesh和 Abaqus建立5种宽度弹带的挤进过程有限元模型,采用载荷幅值子程序的方法,联合求解内弹道方程组和非线性有限元过程,计算火药燃气压力作为载荷边界条件,进行数值模拟计算。研究结果表明,在相同装药条件下,弹带宽度对挤进终了速度影响较小。较宽弹带受到挤进阻力和摩擦力较大,对应的挤进压力较大,全弹带挤进耗时较长。综合考虑身管寿命、火炮保养和弹带制造成本,59 mm是5种工况中较为理想的弹带宽度。     

某型飞机环形弹带受力分析

结合某型飞机环形弹带的结构特点、工作原理和受力状况等因素，对环形弹带在工作中，因弹链的弹性恢复引起弹带阻力的变化，造成供弹中断和航炮停射等故障进行了详细分析。基于相关假设条件和弹性变形理论，建立了弹带的力学模型，通过取元分析和逐步推导，运用解析方法得到弹带阻力与各参数之间的关系式。最后基于Matlab软件进行仿真计算，给出了不同装弹条件下弹带阻力的变化曲线并对其进行了分析，提出了某型航炮环形弹带正常工作的基本要求，为进一步分析环形供弹系统的可靠性和安全性提供了参考依据。     

新型复合结构滑动式弹带设计与仿真研究

为了提高某型无后坐力线膛火炮武器系统发射破甲弹飞行过程的稳定性,发射时能够有效降低弹丸转速,在传统弹带的基础上设计了一种新型双层塑料(尼龙)滑动式弹带,对弹丸进行减旋,并对其进行试验验证及仿真分析,利用SIMULATION对弹带挤进过程中弹带受力情况进行仿真分析.通过仿真结果可知,外层弹带为主要受力件,受到的应力较大,...     

基于人工矢量场的AUV自主回收路径规划

针对自主水下航行器（AUV）水下自主回收过程中的路径规划问题,采用人工矢量场法规划回收路径。将回收过程划分为回坞导引阶段和入坞阶段,其中回坞导引阶段以入坞预备点为目标点,使用传统的人工矢量场法为AUV规划出一条无障碍路径;而入坞阶段则采用模糊变系数矢量场法,定义回收入口处的3个虚拟目标点,将AUV到回收中轴线的距离作为输入,通过模糊规则调整虚拟目标点的引力系数,使人工引力场的梯度方向指向回收入口,AUV沿光滑的入坞路径以期望的姿态驶进回收入口。仿真结果证明了该路径规划方法的有效性。     

实验室门禁管理系统的设计

实验室门禁管理系统由门控制器、区控制器、中央控制器及上层软件组成.各控制器通过RS485总线传输数据.门控制器读卡并验证,控制门的开闭.区控制器为门控制器供电并存储记录..上层软件和中央控制器的传输遵循TCP/IP协议.中央控制器具有唯一的IP,连接Internet的PC装好上层软件,即可管理该门禁管理系统.     

正面碰撞下轿车后排乘员伤害的仿真研究

为了研究后排乘员在正面碰撞中受到的伤害,使用MADYMO碰撞软件建立了包括车体、安全带系统和5%假人的某轿车后排正面碰撞约束系统模型.通过把仿真结果与样车碰撞试验结果进行对比,验证了模型的有效性.利用该模型对安全带形式、安全带刚度、卷收器锁止特性等参数对乘员的HIC、T3MS、胸部压缩量和左右大腿力等损伤值的影响进行了比较研究,结果表明:后排位置乘员需要佩戴3点式安全带;安全带刚度比原设计值增大7%～10%,HIC值可以从初始的989下降到800左右;卷收器锁止特性与原设计值相比减小15 mm,能有效提高乘员的安全性.     

鸭式布局双旋稳定弹强迫运动理论研究

为深入理解鸭式布局双旋稳定弹的动力学特性,对前体鸭舵周期性干扰引起的强迫运动进行了理论研究。建立一个简化七自由度飞行动力学模型,利用双旋稳定弹的横向运动方程组,在小攻角条件下推导出线性攻角运动模型,得到周期性舵控作用强迫项对应特解的具体表达式。通过对攻角快、慢圆运动角频率及强迫振幅变化特性在不同条件下的仿真分析,讨论该强迫运动的共振条件,分析舵面偏转角、舵面位置和极转动惯量比对共振幅值的影响。对大攻角条件下的前体转速闭锁问题进行初步分析,导出了该弹发生转速闭锁的稳定方位角及临界攻角表达式。     

变燃速发射药挤出过程中药料流动计算研究

为了研究连续式制备变燃速发射药过程中挤出条件对药型尺寸一致性的影响,利用polyflow软件,对不同操作条件下药料流动情况进行了三维数值模拟。通过对计算结果的处理,讨论影响其体积流率波动的因素,以期给实际制备中操作参数的设置提供参考。研究结果表明:药料体积流率与螺杆转速成正比;不同转速下药料体积流率高频波动值在0.017%~0.036%之间;药料体积流率波动值与螺杆转速波动值成正比。药料体积流率与入口压力成正比;不同入口压力下体积流率高频波动值在0.024%~0.025%之间;药料体积流率波动值随着入口压力的增大而增大。螺杆转速(入口压力)越大,药料体积流率随螺杆转速波动(入口压力波动)增大其增大幅度越大。螺杆转速波动与入口压力波动相比,螺杆转速波动对变燃速发射药药料体积流率波动影响较大。     

汽车发动机皮带轮表面缺陷原因分析

某汽车发动机皮带轮在加工过程中,近50%的零件表面发现有微裂纹。用金相显微镜、扫描电镜和超声波C扫描等分析仪器,研究汽车发动机皮带轮表面缺陷的形成原因。结果表明,零件表面的缺陷是钢管原材料在冶炼浇注过程中混入的硅酸盐类粗夹杂形成的。     

抛物型喷管入口扩张半角对推力偏心的影响

研究了当气流偏离抛物型喷管超音速段对称轴时所引起的喷管推力偏心．用三维特征线方法数值模拟了喷管内的非对称流场，得到了在不同入口扩张半角时，喷管侧向推力分量沿轴向的变化及其零点位置在轴线上的分布．结果表明，侧向力第一零点和第二零点的位置随入口扩张半角的变化都是非线性的