基于ANSYS火炮身管传热仿真

火炮连续发射过程中身管内壁温度持续升高会加快身管的烧蚀磨损,为此分析研究影响身管温度变化的射速、环境温度等主要因素.利用ANSYS软件建立火炮身管有限元模型,对身管内外壁的对流传热和身管壁内的热传导进行仿真,计算求解得到了不同射击模式及不同环境温度下身管内外壁温度的变化规律,结果表明射速增大、环境温度越离,身管温度上升越快.研究成果为依据身管内外壁温度控制火炮发射强度来延长身管寿命提供一定的理论依据.     

某步枪“冷热偏”分析与研究

针对某小口径步枪因枪管过热而导致射击准确度降低的问题,利用ABAQUS软件平台建立某步枪\弹相互作用的仿真模型。基于非线性热力学理论,在射击过程中,对身管内外壁的对流传热和内部的热传递过程进行了仿真分析,得出击发热冲击下身管温度场的分布规律,通过对弹丸挤进阻力、身管弯曲量和弹丸姿态仿真计算,来验证温度对射击准确度的影响。通过从实验测量、仿真、理论进行枪械不同温下度射击状态的分析与研究,可为提出步枪冷热偏抑制措施提供依据,对提高武器射击准确度具有重要的现实意义。     

某火炮身管温度场分析

针对火炮发射过程中,膛内高温火药燃气的热冲击形成的温度场对火炮寿命与射击精准度产生影响的问题,利用Ansys Workbench软件平台建立了某火炮身管的有限元模型,基于非线性瞬态热力学理论对身管内外壁的对流传热过程进行了仿真,从而得出不同射速和不同环境温度下身管温度场的分布规律,为在不同外界环境条件下合理分配射速,提高身管寿命与其射击精准度提供参考。     

身管热变形对步枪射击影响分析

为了研究温度变化对枪械射击准确度的影响,建立某步枪枪管的数值仿真模型。为了研究热冲击作用下枪管温度的分布情况,根据非线性热力学对枪管内壁与外壁的对流传热以及内膛的传热进行数值分析。再将仿真得到的温度场施加在身管上,采用非线性热力学结构耦合,求解出不同温度场分布下的枪管变形程度,并分析了身管弯曲对瞄准基线的影响。通过与实验数据的对比,验证了仿真结果具有可信性,为射击过程中的修正偏差提供重要理论依据。     

装填条件对膨胀波火炮弹道设计评价标准的影响

膨胀波火炮利用发射过程中精确打开炮闩的方法实现了在不降低弹丸初速的前提下,大幅度减小火炮后坐的目的.采用经典内弹道理论对膨胀波火炮发射过程进行了建模与仿真,计算并分析了药室容积、装药量、弹丸质量等装填参数对膨胀波火炮有效功率、炮膛工作容积利用率和火药相对燃烧结束位置等弹道设计评价标准的影响规律,为膨胀波火炮弹药系统设计及实际应用提供了理论参考.     

温度场对机枪动力特性的影响

现代机枪重量较轻,要达到理想的射击精度就必须保证良好的动力匹配关系。机枪在射击过程中,枪管温度的升高直接影响机枪的动力特性。对某型机枪射击过程中枪管温度场及其对机枪动力特性的影响进行了分析,结果表明,温度变化对机枪动力特性改变的影响较小。     

基于STM32的高炮四炮手模拟训练装置设计与实现

尽管现代高炮武器系统自动化程度很高,但是人工瞄准射击仍然不可或缺,在人工瞄准射击过程中,四炮手的操作、训练难度较大,因为航向装定要建立较强的空间平行感,需要平时刻苦训练来提高航向判装精度。以STM32微控制器为核心,利用光电编码器、MEMS加速度计和步进电机等设计了一款四炮手训练装置,该装置自动产生目标航向信息,并完成航向给定;参训炮手根据给定航向,转动模拟航向头,使之与给定航向保持平行,微控制器通过航向给定值和装定值之间的误差即可对参训炮手训练水平进行评估。实验表明,该装置只需四炮手一人就能完成训练,可帮助四炮手快速建立平行感,是四炮手速成的好帮手。     

多准则下反导作战单、多遭遇点预测模型

整个反导射击过程可以简单看作一个基于预测的遭遇点起始的,不断重复、修正的过程。分析遭遇点预测的时间和空间前提,并给出遭遇点预测的3个基本准则;在多准则下建立了单遭遇点预测模型,给出了模型公式中未知量的转化方法;分射击-观察-射击和射击-射击两种情况建立了多准则下多遭遇点预测和优化模型,并给出了拦截弹最晚发射时间的计算方法;就观察时机对遭遇点预测的影响进行了分析与建模。部分研究属于探索性的研究,相关结论对指控模型开发和实施连续反导,从方法和作战理念方面提供了一些参考。     

机枪系统支撑发射动力学特性及散布精度研究

为了抑制机枪系统结构振动并提高其射击精度,根据某12.7 mm重机枪发射过程中结构变形特性,设计了3种结构支撑方案(枪管结构局部加强,机枪系统整体前、后支撑).并借助刚柔耦合动力学、外弹道理论对各方案枪口动力学响应特性、射弹散布进行计算.研究结果表明:对枪管结构进行局部刚度加强时,不仅无法减少枪口振动,还会增加枪管变形...     

火炮发射过程中身管温度场及弯曲度的有限元计算

利用ANSYS有限元软件,建立了某火炮身管的实体模型.对火炮发射过程中膛内的热交换进行模拟仿真,得出火炮发射后身管复杂的温度场分布.并综合考虑身管自重以及热作用的影响,对其进行热结构耦合分析,求出身管发射后不同时刻的弯曲量,为连发射击时的射击修正提供重要参考.     

注水角度对同心筒发射装置降温影响研究

针对某新型同心筒发射过程中存在的热载荷问题,采用筒底持续注水方式对发射装置进行降温,可以有效降低发射过程中燃气对发射装置的热冲击作用。计算中采用RNG k-ε湍流模型和mixture多相流模型求解气液两相流场,建立了考虑导弹运动的三维同心筒发射燃气射流冲击模型,对不同注水角度的湿式同心筒发射装置热物理场进行了分析研究。结果表明,当注水角度为30°时,发射装置内筒外壁面和外筒内壁面的温度最低,燃气对发射装置的热冲击最小。研究结果可为同心筒降温装置设计提供参考。     

发射装药非稳态温度场仿真

弹药在长期贮存过程中,极易受环境温度和湿度的作用,使发射装药出现热分解、裂解、结霜等,严重影响弹药装药的贮存可靠性;在射击试验中,发射药温度也会对弹道性能产生极大的影响。由于不允许对弹药进行破坏性开孔,因此借助Ansys的热分析模块,对发射装药非稳态温度场进行仿真研究,获取发射装药在不同环境条件下的温度场及不同节点的温度变化规律,为弹药的贮存、试验提供一定的参考价值。     

某型多管火箭炮射击间隔优化研究

为提高某型多管火箭炮火力密度,对其射击间隔进行优化研究。首先,建立某型多管火箭炮刚柔耦合模型,获得定向器管口动态响应,计算火箭弹起始扰动;然后,求解火箭炮外弹道方程,采用数理统计方法得到多管火箭炮密集度估计值;其次,基于Lanczos法对多管火箭炮进行模态分析,结合火箭炮管口动态响应确定新的射击间隔;最后,将新射击间隔输入动力学模型计算,结果表明在不影响射击密集度的基础上,新的射击间隔缩短发射时间21.4%,有效地提高了多管火箭炮火力密度。     

电磁轨道炮轨道温度场与热应力数值仿真

在电磁轨道炮发射过程中,因热量累积而引起的急速温升与热应力对轨道性能和寿命有着重要的影响。为获得发射过程中轨道温度场及热应力分布情况,在分析轨道热载荷的基础上,建立了热载荷计算模型,并在给定的参数下,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对3种典型截面轨道的温度场与热应力进行了数值仿真。仿真结果表明:轨道温度场与热应力轴向上呈梯度分布,纵向上只扩散到内表面很薄的区域,温度与热应力最大值在电枢初始位置处;相较于矩形与凹形截面轨道,凸形截面轨道温升与热应力较低,性能较好。     

提高多管火箭炮发射火力密度研究

为了提高某多管火箭炮火力密度,提出采用两管对称齐射的方法缩短发射时间,减少火箭弹初始扰动的方案。建立多管火箭炮多体动力学模型,根据发射顺序的基本编制原则和考虑火箭炮采用两枚弹同时发射的影响因素拟定射序,对整个发射过程进行仿真,得到火箭初始扰动计算的火箭炮动态特性数据。经与原单发发射时对比,有效提高发射火力密度,并且也有利于提高火箭射击密集度。     

大负载火箭炮射击诸元补偿方法

某多管火箭炮由于加工工艺存在炮管弹性变形和炮身偏移,同时在发射过程中存在射击变位,这些都严重影响了火箭炮的射击精度,为了提高射击精度,提出了一种对射击诸元进行修正的方法,包括炮管弹性变形、炮身偏移和射击变位等修正,修正之后保证了操瞄调炮精度控制在1 mil之内,经射击定型试验表明了该方法的有效性,同时该方法可用于其他身管武器射击诸元的修正。     

确定性气象误差对射击效力的影响

指出火炮射击效力分析计算传统理论的缺陷将一次射击过程确定性弹道气象修正量误差视为随机误差,从而影响了射击效力分析的准确性;提出火炮射击效力分析的新理论--基于确定性弹道气象修正量误差的射击效力分析理论;比较了两种理论的射击效力分析计算结果;阐明了新理论的理论价值--完善射击效力分析理论和实际应用价值--为射击效力在线实时评估提供科学的分析方法.     

某新型主战坦克超越射击时至友军的安全距离

在分析影响坦克超越射击时至友军安全距离主要因素的基础上,结合某新型主战坦克炮口冲击波超压试验数据,通过运用M athem atica软件对数据进行统计处理和理论分析计算,提出了某新型主战坦克超越射击时至友军的安全距离,为我军新型主战坦克安全地实施超越射击提供了可靠的理论依据。     

某自行火炮底盘与火力系统匹配研究

当前自行火炮底盘与火力系统匹配仅考虑发射时车体振动对炮口扰动的影响,没有考虑其对车载设备、连续射击等造成的影响。同时相关匹配都是在最大射程角下进行的,没有考虑射角的变化对匹配结果的影响。针对上述问题,在综合考虑发射振动对炮口扰动、车载设备和连续射击等造成的影响基础上,重新建立自行火炮底盘与火力系统的匹配指标。为了兼顾射角的变化对匹配结果的影响,根据自行火炮发射时的振动特点,将自行火炮发射动力学模型分解为3个不同方向的简化振动模型。同时针对每个模型建立上述匹配指标的计算模型,并对其特性进行详细分析。根据3个简化模型之间的关系建立了匹配策略。最后通过实例验证了匹配的有效性和合理性。     

基于虚拟样机技术的某小口径火炮射击仿真分析

针对某小口径火炮在射击过程中零部件运动特性难以通过实弹射击试验获取的难题,联合三维建模软件和动力学仿真软件,建立了该炮的动力学模型。通过仿真数据与实弹射击试验数据的对比,验证了模型的有效性。在此基础上,研究了该炮在射击循环中各部件的运动规律和承受的发射应力载荷,研究结果可为该炮关键零部件的疲劳寿命分析和火炮射击精度研究提供参考。