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.     

火炮身管受热变形对射角的影响

火炮连续射击时,身管温度迅速升高,弹性模量随之下降,增大身管在自重作用的弯曲变形,从而对射角产生影响。     

坦克炮身管温度变化对射击精度的影响

应用非结构化网格离散结构,建立了具有太阳辐射及背景辐射与对流换热的坦克炮身管温度场的简化模型和身管弯曲计算的简化模型,对仅受太阳辐射以及背景辐射与对流换热相耦合的身管温度场进行了计算,求得身管径向的温度-时间曲线,并分析了身管外表面温度的变化规律。以温度场模型为基础,计算了坦克身管的弯曲量与温度场变化的关系,并提出减小此射击误差的措施。该模型对提高坦克射击精度具有实用价值。     

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。     

迫击炮发射条件对炮口扰动的影响分析

为探究迫击炮发射条件中射角和弹丸装药号对炮口扰动的影响,建立了某型迫击炮、弹丸及土壤的非线性有限元模型,考虑弹丸与身管耦合、座钣与土壤耦合、脚架与土壤耦合和缓冲机特性,使用显式求解器,仿真分析了不同射角和装药号条件下迫击炮单发射击时炮口扰动的变化规律。研究发现弹丸装药号和射角与炮口扰动均是正相关,对于某一距离的目标,使用较小号装药配合较小的射角,可以有效降低一发射击时产生的炮口扰动,提高射击精度。该结论对迫击炮的可靠使用和提高射击精度具有重要指导意义。     

动载荷作用下迫击炮与土壤刚柔耦合响应分析

在实弹射击中,一般将迫击炮座钣与水平地面构筑成20°角左右,从而使座钣更加稳固,以提高射击精度。为探究身管与座钣在实弹射击中的最佳配合角度,建立了某型82 mm迫击炮与土壤刚柔耦合的有限元模型,对装药号为4号,射角分别为50°、60°,座钣与水平地面分别成10°、20°、30°的6种工况,基于显式求解器进行发射动态响应分析,得到6种工况下迫击炮一发射击时射角的相对变化曲线。在其他发射条件一致时,发现座钣与身管的角度越接近90°,迫击炮射角相对变化量越小,当座钣与身管角度达到90°时,射角相对变化量也达到最小值,此时的射击精度最高。该研究结果对迫击炮的可靠使用、发射动态响应研究和相关辅助装置设计具有参考价值。     

速射转管炮射击精度的影响因素及对策

速射转管炮作为近程反导武器系统的重要一员,射击精度影响着其最终防御效果,通过对速射转管炮特点及其射击偏差机理的分析,研究了转管炮射击过程中身管转速、弹丸初速等多种因素对射击精度的影响,并在转管炮初始设计、弹道模型和校射等方面提出了修正误差、提高射击精度的方法。     

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。     

基于刚柔耦合的坦克炮发射动力学仿真分析

炮口扰动是影响坦克炮射击精度的重要因素,为研究弹丸出炮口瞬间的炮口扰动规律,基于多体动力学与有限元方法构建了坦克刚柔耦合的全车动力学仿真模型,该模型考虑了身管的柔性特性,对身管进行了模态分析,得到了身管的模态中性文件。通过仿真,对比了后坐部分最大后坐位移与最大后坐速度的试验值与仿真值,对刚柔耦合模型的仿真结果进行了验证。在此基础上,分析了刚性身管和柔性身管对炮口扰动的影响,结果表明：考虑身管柔性特性的刚柔耦合模型能够有效提高坦克炮射击仿真精度。     

基于四阶龙格-库塔公式的火控系统瞄准角修正模型

目前我军装甲突击车辆火控系统的弹道解算模型采用了线性多项式拟合的方法,且应用弹道刚性原理忽略了炮目高低角对射击精度的影响,其射表没有编制大炮目高低角射击时瞄准角的修正量,导致在进行大炮目高低角射击时,首发命中率受到了一定的影响,客观上制约了其火力性能的发挥。对此,利用四阶龙格-库塔公式,建立了对含有炮目高低角的外弹道方程直接进行数值求解的数学模型,得到更为精确的瞄准角,并通过matlab编程计算出瞄准角偏差量,从根本上解决大射角射击时弹道刚性原理产生的误差。     

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。     

舰炮身管的模态分析与多目标优化

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动,优化身管结构,建立了柔性身管的ABAQUS有限元模型,将有限元模型的模态计算值与模态试验值进行比较,发现建立的柔性身管有限元模型是合理可行的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法,进行身管和炮口的多目标优化。优化结果表明,优化后炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小,身管质量有所降低,结构更加合理,该优化方法有效可行,为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

基于混沌量子粒子群的舰炮身管多目标优化研究

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动,优化身管结构,建立了柔性身管的有限元模型并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,证明建立的柔性身管有限元模型是有效的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法,进行身管和炮口的多目标优化,优化结果表明：优化后的炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小,身管质量有所降低,结构更加合理,该优化方法有效可行,为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

火炮身管膛线磨损量光学检测方法

火炮身管膛线的技术状态直接关系到火炮的射击精度、射击安全和身管寿命。为了提高检测精度和检测效率,提出了一种基于结构光的火炮膛线磨损量检测方法。通过光学检测装置获取身管内膛结构光图像,利用结构光条的变形量计算膛线的实际高度,进而与膛线标准高度比较得到身管内膛径向实际磨损量。该检测方法实现了对身管膛线技术状态的非接触检测,自动化程度高,标定过程简单可靠。经实验验证,该方法能够实现现役各型火炮身管膛线亚像素级的高精度检测,检测误差小于0.01 mm,对于提高火炮制造验收精度和效率,准确预估火炮寿命具有重要的理论意义和实际应用价值。     

残余应力对身管内膛裂纹应力强度因子的影响

自紧技术通过施加自紧压力使身管内膛发生塑性变形,以产生残余应力增大身管强度,也是提高身管使用寿命的有效方法。为了研究残余应力对身管内膛裂纹的影响,建立了具有残余应力的身管扩展有限元模型,计算了不同自紧度的身管在残余应力场作用下,内膛表面裂纹的强度因子,分析了自紧残余应力和裂纹深度对裂纹应力强度因子大小的影响。同时,在连续射击后发生残余应力释放的条件下,计算了自紧身管的残余应力的变化规律和表面热应力对裂纹应力强度因子的影响。结果表明：自紧残余应力能有效抑制身管裂纹的扩展,提高疲劳寿命,其抑制效果与残余应力的大小成正相关,自紧身管在射击后,热载荷作用下,表层的残余应力由压应力变成拉应力,其他区域切向残余应力数值也相应减小,残余拉应力使身管表层更容易开裂。     

全战仪实现身管武器操瞄精度测试方法

操瞄精度是武器系统的一项重要战技指标,它将直接影响到火炮的射击精度,传统测试方法采用两台数字经纬仪,需要两人同时操作,介绍了一种用一台全战仪一个人完成身管武器操瞄精度检测的方法,其测量误差比被测量小一个数量级,可以满足测量精度要求。该方法切实可行,可用于身管武器的调炮精度测量。     

大口径火炮身管热弯曲计算与试验

建立火炮在阳光照射下身管上下表面温度场、热弯曲及炮口角的计算模型。以某大口径长身管火炮为实例,计算该炮的炮口弯曲量与炮口角,进行自然阳光照射与环境模拟条件下的热弯曲试验,验证计算模型与计算结果的正确性与可信性;提出通过测量身管上下表面温度快速求取火炮身管不同环境温度及温差下的弯曲量与炮口角的工程应用方法。     

某型多管火箭炮射击精度对重复毁伤影响

基于射击学理论和毁伤理论,采用矩阵法,建立了某型多管火箭炮射击的重复毁伤分析模型,研究了该型多管火箭炮射击误差对重复毁伤的影响,得出了射击诸元误差和射击散布误差变化对重复毁伤影响的具体规律和二者之间的不同。研究结论对于弹道修正火箭弹设计精度指标确定、弹药消耗规律研究及作战指挥决策具有参考意义。     

手枪射击精度分析

在分析目前射击精度的理论和影响射击精度因素的基础上,对命中率计算公式中的散布圆半径进行修正,修正后的参数考虑了人对精度的影响。根据实弹射击结果,具体验证了修正后的公式。     

坐标系选取对压制兵器射击准确度的影响分析

分析了在大地坐标系和平面直角坐标系中计算炮目距离和方向的差别。定量分析了高斯投影变形引起的计算误差,及其对射击准确度的影响,给出了修正方法和计算实例。分析结论表明,由于投影变形,在平面直角坐标系下计算炮目距离和方向时对射击准确度有一定的影响,应视情况予以修正,修正后的计算误差可忽略。计算实例表明,炮目距离不大于200 km时,采用高斯平面直角坐标系计算炮目距离和方向并进行修正,是计算炮目距离和炮目方向既快捷又能保证精度的方法。