旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

波浪扰动下的小型潜射导弹出水动力学建模与仿真

运用Morison公式,提出波浪扰动作用下,考虑弹体运动与波浪耦合的导弹出水过程动力学模型,并对小型潜射导弹的出水过程进行仿真和分析。以弹体姿态变化为例,研究弹体运动与波浪间的耦合关系对波浪扰动作用的影响,分析海情等级、波浪相位、出水速度、出水姿态角等因素对导弹出水过程的影响。结果表明,考虑弹体运动与波浪间耦合关系的出水动力学模型更加准确;潜射导弹的小型性和快速出水特性有利于降低波浪对导弹出水姿态的影响;对快速出水的潜射导弹,波浪扰动分析时须考虑海情等级、出水时间和波浪相位的影响。     

装药速度对三波点高度的影响

为研究装药速度对三波点高度的影响,对不同速度下装药的近地动爆过程开展了数值模拟,获取了动爆冲击波场演化历程图像,定量研究了近地面动爆冲击波流场演化情况。仿真结果表明：装药速度对三波点的高度有较大影响,在速度正方向上,装药速度越大,同时刻三波点高度越高,且变化幅度随装药速度的增加而增大,马赫波形成位置到爆心投影点的距离较静爆时更远,在距爆心投影点相同水平距离处三波点高度越低,在速度负方向上则反之;在速度正方向距爆心投影点相同水平距离处,B炸药和C4炸药形成的马赫波高度相当,二者的三波点迹线更贴近于地面,TNT装药的三波点高度较高。     

基于多介质ALE方法的大型弹体入水载荷特性研究

针对目前对大型弹体高速(200～300 m/s)入水现象研究的不足,首先建立了基于多介质任意拉格朗日-欧拉(Multi-material ALE)方法的大型弹体高速入水有限元模型,并用入水空泡轮廓经验公式对该模型的准确性进行了验证;然后,分析了头型变化对弹体总体入水载荷的影响,以及入水角变化对弹体总体入水载荷及弹道稳定性的影响。结果表明:弹体入水载荷峰值随着头部等效底升角的增大而减小,随着入水角的增大而增大;在一定范围内,入水角越大,弹道稳定性越好。     

分层流体中水平运动潜体产生的内波分析

从线性化的Euler方程和连续方程出发,采用线性自由面条件,通过傅里叶变换法研究水平运动点源在分层流体中产生的内波.利用源汇分布法分析运动潜体产生的lee波,采用稳定相法计算远场速度.计算结果表明,高模态内波的波域角小于低模态内波的波域角,内波的波域角小于Kelvin波的波域角;随航速增大lee波主要表现为散波.     

均布压力下T型连接极限承载特性试验研究

针对复合材料舵翼骨架与蒙皮连接,设计了两种T型连接结构,并对其在波浪砰击载荷作用下的极限承载特性进行了试验研究。根据结构承载特点,提取典型局部试验缩比模型,给出了均布压力下T型连接试验载荷等效方法。试验比较了两种T型连接的承载特性差异,研究了跨距对T型连接初始刚度、极限破坏载荷以及极限承载弯矩的影响规律。试验结果表明:构型A存在明显的初始破坏,但极限破坏载荷大于构型B;极限承载弯矩基本不随跨距改变,可作为不同跨距、不同构型T型连接优劣衡量标准。最后,基于试验结果、载荷等效与缩比原则,提出了T型连接承载特性评价方法。     

基于ANSYS的舰船武器装备基准变化分析方法

舰船武器装备基准在外界环境作用下产生变化,从而影响武器系统的打击精度。应用ANSYS平台建立舰船有限元模型,利用三维波浪载荷的计算方法模拟航行条件下的波浪力,研究了舰船甲板面武器装备基准在两种极限海况下的变化情况,发现针对此类舰船横摇使武器装备基准产生较大的变化,并且靠近尾部和两舷位置处装备的基准变化较为显著。仿真结果表明：当舰船在风浪中航行使用武器系统时,应尽量采取顶浪航行,减少舰船横摇对武器系统基准的影响。     

无动力运载器出水过程误差分析

无动力运载器在出水过程中受海浪的扰动作用,运动参数会产生一定的偏差。针对海浪随机性的特点,应用波能谱理论,在P-M谱基础上构建了随机海浪模型,并使用四元数法建立运载器水弹道数学模型,解决了运载器垂直出水姿态角存在的奇异性问题,通过采用二元切片法给出波浪力的计算公式。最终在Matlab/Simulink仿真工具箱下建立了运载器仿真模型,就不同海况与主浪向角影响下运载器出水的运动参数偏差进行了仿真计算,分析了其变化规律。仿真结果表明,运载器在4级海况以下各项运动参数都满足出水要求,对运载器的设计与使用具有一定的参考意义。     

波浪作用下水下航行体出水成功概率预报

为了实现实测波浪作用下水下航行体出水成功概率预报,为潜艇作战提供一种水下发射的快速预报方法,基于边界元方法建立了水下航行体出水姿态计算模型,对不同波浪条件下水下航行体出水姿态参数进行了计算。同时,将不同波浪条件下的出水姿态参数进行集成,形成了规则波浪数据库。以渤海湾某时间段的实测海况作为发射环境,建立符合瑞利分布的波高概率分布模型,将尾部触水俯仰角作为判定条件,对实测波浪下水下航行体出水成功概率进行预报。计算结果表明,在考虑最恶劣工况下,相对于静水条件下的出水俯仰角偏差随着波高的增加而减小;相同波高下,受到出水相位的影响,出水俯仰角偏差呈余弦变化规律。该预报方法对于潜艇作战判定发射时机具有一定参考价值,为水下发射的成功概率预报提供参考。     

某步枪击锤寿命分析

由于某步枪轻量化后对关键件寿命有影响,在保证威力不变的情况下,对击锤关键件寿命进行了分析。根据高速摄影得出的击锤运动特性,结合ADAMS软件,对击锤整个运动过程进行了动力学分析,在有限元分析软件ANSYS Workbench中,将动力学分析得出的载荷添加到击锤体上,得出击锤的受力情况及击锤的疲劳寿命。分析结果表明寿命影响小于15%,且均符合设计要求。     

空投UUV入水冲击有限元仿真

空投无入水下航行器(简称UUV)在入水的过程中,会受到水的强烈的冲击作用.掌握UUV在不同工况入水时所受冲击力的情况,对研究空投UUV壳体强度设计和安全入水方法都有着非常重要的作用.建立了UUV入水有限元仿真模型,并利用MSC.Dytran对UUV在多种工况下入水时所受冲击力的情况进行了计算.仿真结果表明,随着入水速度...     

弹体入水弹道研究综述

描述了弹体入水过程4个阶段撞击、流动形成、开空泡、空泡闭合的基本特征．分别讨论了弹体形状、入水角、入水速度、攻角、初始角速度和水域环境对入水弹道的影响．综述了弹体入水弹道的实验与理论研究概况,提出了有待进一步研究的工作．     

兰姆波二次谐波发生的进一步研究

对基频与二倍频兰姆波相速度严格和近似相等两种情形的二次谐波发生问题进行了比较完整的分析,给出了基频与二倍频兰姆波相速度近似相等时二次谐波积累效应的形成过程及解,以及二次谐波各个部分波的相位与传播距离成正比的结论,还给出了兰姆波的二次谐波具有空间积累增长效应的传播距离范围。数值结果表明,适当的兰姆波频散可使固体板表面的二次谐波法向位移分量增大。     

风对火箭助飞鱼雷入水点散布影响的仿真分析

火箭助飞鱼雷具有反应快、射程远、命中概率高等特点,对于提高水面舰艇部队反潜能力具有重要作用。作战海域气象环境因素对反潜作战的影响巨大,能否充分利用海洋环境条件,关系到搜潜器材能否及时、有效地发现潜艇目标,以及使用攻潜武器对目标实施准确打击。针对火箭助飞鱼雷攻潜实际过程,建立其入水点的散布误差模型和入水位置解算模型,并仿真分析作战海域的风环境因素对火箭助飞鱼雷入水点的影响。     

柱体大攻角入水弹道建模与仿真

基于CFD计算获得了柱体大攻角入水过程流体动力特性,进而建立了大攻角入水弹道模型,使用流场-弹道耦合计算结果验证了模型的适用性和精度,然后仿真分析了入水攻角和速度对入水弹道的影响规律。该模型能较准确地预测柱体大攻角入水弹道,对研究发射平台安全性问题和空投鱼雷等入水攻击性武器的入水弹道预测问题等有较强的指导意义。     

步枪弹侵彻背部穿硬防护人体靶标钝击效应研究

针对枪弹侵彻穿防弹衣人体背部产生脊柱脊髓钝性损伤,建立了DBP10式5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模型,采用JHB本构和基于Abaqus二次开发的VUMAT本构分别模拟SiC陶瓷和UHMWPE层合板;开展了5.8 mm步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/UHMWPE防弹插板的数值模拟,通过基于高速摄影的弹道实验结果对比验证了数值模型的准确性;基于枪弹侵彻防弹插板的数值模拟结果,开展了5.8 mm步枪弹以910 m/s入靶速度侵彻背部穿硬防护人体躯干靶标的数值模拟,明确了步枪弹击中防弹衣后压力波在肌肉-脊柱内的传导规律,还原了枪弹侵彻过程中人体典型器官(心、肝、肺、胃等)的应力波传递过程。结果表明：人体背部在枪弹钝击作用下会在脊椎椎骨上产生瞬时高应力,可能导致椎骨骨折、椎间盘突出和脊柱不稳定;致伤点T10椎体后方脊髓最大应力为1.04 MPa,可能导致脊髓改变;对脊髓上应力与加速度线性回归分析表明,压力与加速度呈正相关。     

高转速下膛内装药发射安定性仿真分析

高速旋转弹丸发射过程中存在较大的轴向加速度和角加速度,导致装药与其他零部件之间产生相对运动,影响装药发射过程中的安定性。文章采用LS-DYNA软件通过改变底隙、静/动摩擦因数以及膛压大小对膛内装药发射安定性的影响因素进行仿真分析。结果表明,装药底面应力峰值随着底隙的增大而呈先增大后趋于稳定的趋势;侧面应力峰值总体随着摩擦因数的增大而增大;在仅改变膛压时,装药底面及侧面微元应力随膛压的增大而增大;弹体与装药的转速也随膛压的增大而增大,弹体与装药之间的相对转速则随膛压的增大而减小。     

均匀及线性变化水深对移动载荷激励冰层响应特性的影响

为研究水深变化对移动载荷激励冰层响应特性的影响,采用有限元分析软件对其进行了数值模拟,计算得到了均匀水深和水深线性变化时冰层的响应特性。将数值计算结果与实冰实验数据进行了比较,发现临界速度值、冰层位移响应波形特征与实验结果一致,且不同速度下的最大下陷值也与实验结果一致。此外,在总结均匀水深冰层位移响应变化计算规律的基础上,对水深线性变化时的冰层位移响应特性进行了数值计算。计算结果表明:当载荷沿水深增加方向运动时,临界速度大于均匀水深情况;沿水深减小方向运动时,临界速度小于均匀水深情况;沿水深增加方向运动比沿水深减小方向运动更容易使冰层破裂。     

摩擦条件对纳米铜润滑添加剂减摩性能影响的研究

研究了摩擦速度、载荷和摩擦表面处理方式等摩擦条件,对纳米铜润滑添加剂减摩性能的影响,发现摩擦速度较高时,载荷增加使摩擦因数明显降低;在低载荷时摩擦速度的减小,使摩擦因数降低了17%,载荷增大后摩擦速度的变化,对摩擦因数的影响减小.摩擦表面抛光处理,使摩擦因数降低为磨削处理时的74%.     

卫星导航天线阵的载波联合跟踪算法

测量卫星导航信号在天线阵各阵元上的载波相位之差可用于卫星波达方向解算,但传统的各阵元独立跟踪算法在干扰条件下无法实现高精度跟踪且容易失锁。针对此问题,通过将天线阵各阵元的载波相位分解为公共的平均载波相位和低动态的残余载波相位,提出了一种联合载波跟踪算法。该算法利用平均载波相位为每个阵元共有的特点,通过对全部阵元的联合处理来提高其跟踪精度,同时通过缩小环路噪声带宽来提高残余载波相位跟踪精度。理论分析与仿真结果表明,该算法提高了波达方向解算所需的阵元间载波相位差的测量精度及跟踪灵敏度,四阵元天线阵在典型应用条件下,跟踪灵敏度提高4d B,相同载噪比下载波相位差测量精度提高3倍。