弹丸膛内运动姿态动力学仿真

在Solidworks中建立了较精确的线膛炮身管模型及其他部分的实体模型,导入机械系统动力学分析软件ADAMS中进行了装配和约束,形成了弹丸发射的动力学模型。利用ADAMS软件进行了二次开发,建立了内弹道解算的模块,应用ADAMS软件中的位移、速度等函数,以状态变量的形式建立了反后坐装置的力元,模拟了弹丸在膛内的运动过...     

影响引信在高原地区发火可靠性的原因分析及改进设想

某引信是具有涡轮保险机构和双自由度后座保险机构的双环境力保险及解除保险功能的机械触发引信,同时具有膛内保险和炮口远距离保险功能,它不仅具有高安全性特点,而且还具有很高的作用可靠性,在海拔3500m以下对一般目标射击的作用可靠性都大于0.99,是迄今为止性能最好的机械触发引信。但是该型引信的涡轮保险机构是靠其出炮口后空气动力作用解除保险的,在海拔3500m以上使用零号装药射击时,其作用可靠性下降,影响装备作战效能的发挥。本文根据该型引信的结构作用原理及使用环境情况,对影响引信在高原地区发火可靠性的原因及改进措施作初步的…     

某型号引信后坐保险机构设计及试验研究

<正>后坐保险机构是引信中常用的保险形式,多用于弹丸发射环境力大于跌落环境力的或者后坐持续时间长的引信中,以保证其跌落安全性和发射可靠性。然而在低过载或后坐持续时间短的引信中该机构的应用就受到了很大的限制。本文通过对某型号弹药引信研究,设计出了一种新型的后坐保险机构,大量试验说明,该机构在持续时间短和弹道环境力小发射环境中作用效果良好,其安全性和可靠性均能满足使用要求,解决了一些低发射过载或过载时     

弹引系统膛内纵向过载测试与仿真

设计了弹丸膛内纵向过载直接测试系统,加工特制弹丸及假引信体,保证其质量、外形、长度与原弹丸及相应的引信体保持一致,保证其与原弹丸及相应引信膛内运动过程相同.采用弹载存储测试技术,将加速度传感器安装在弹丸内部,然后采用软回收技术回收弹体,取出弹载测试存储模块,将弹载测试存储模块通讯串口与微机串口相连,并将弹载存储器存储的数据导入计算机并分析处理,获取弹丸膛内纵向过载动态分布规律.并数值仿真了引信膛内纵向过载,仿真结果与试验结果吻合较好,为引信安全性问题的研究提供了可靠的数据支持,同时也说明了理论仿真的正确性和试验方法的可靠性.     

引信在膛内的加速度响应分析

研究引信在膛内的受力情况,经典的分析方法是将弹丸和引信看成一个刚体,但随着对膛内问题的深入研究,发现这种方法和实测值出入很大.为更好地计算膛内引信的受力,本文在实测的基础上建立了弹丸引信系统在膛内冲击振动的力学模型,提出利用振动理论计算引信零件膛内加速度响应的方法,并对两种不同类型的弹丸引信系统进行计算比较,计算结果和实测值很接近,并发现此方法在簿壁弹上应用优越性更为突出.     

电磁发射弹丸飞行弹道仿真

针对电磁发射弹丸飞行弹道进行仿真研究,在建立刚体六自由度飞行弹道模型的基础上,采用时频分析和涡流分析方法,建立电磁-动力学耦合模型分析弹丸出膛时由于膛内振动带来的炮口扰动,采用动网格技术建立电磁-气动耦合模型分析弹托分离产生的气动扰动,从而得到了电磁发射弹丸的飞行弹道模型。以得克萨斯大学先进技术研究所设计的IAT-HVP为例,仿真分析了弹丸以1117 m/s初速、0°射角出膛时弹丸出口扰动对弹体速度和气动特性的影响,并得到其飞行200 m的弹道曲线。仿真结果表明,受电磁发射一体化弹丸出口扰动的影响,弹体落点相比理想弹道产生了24%的偏差,其中炮口扰动引起的偏差最大,其次是弹托分离。     

电磁发射弹丸膛内流场数值分析

电磁发射超高速弹丸具有重要的军事应用价值.因此,采用动网格技术耦合Realizable k-ε湍流模型,对电磁发射一体化弹丸的膛内及膛口流场进行了数值计算,研究了弹丸膛内的压力/温度变化规律、膛口流场结构以及冲击波衰减规律.研究结果表明:弹丸头部形成的脱体激波强度和距离与弹丸运动速度紧密相关;在弹丸出膛瞬间,膛口形成圆...     

膛线形式对某大口径火炮炮口振动影响分析

建立了某大口径自行加榴炮回转部分有限元模型,对动力学模型中的边界条件如反后坐装置力、布尔顿力加载等进行了研究.利用有限元模型仿真了膛内时期火炮的动态响应,得到了弹丸运动的加速度、速度、位移和弹丸运动姿态以及导转力矩、弹丸定心部力、炮口点的扭转角速度和扭转角度、炮口点的横向振动线位移、角位移、速度和角速度等变化规律,分析...     

连射身管温度场及弹丸扰动分析

以小口径自动步枪枪弹和身管为研究对象.建立身管温度场有限元模型,在传热学的基础上结合内弹道计算结果分析身管传热,得到连射情况下的身管温度场,并以此为边界建立连发射击身管-弹丸热力耦合有限元模型,加载内弹道膛压曲线,采用有限元显示动力学分析弹丸膛内变形以及运动特性.研究结果表明:温度升高引起弹丸材料变形和应力变化是导致弹...     

电子时间引信解除保险距离试验研究

通过测量弹丸炮口速度和引信解除保险时间的方法得出电子时间引信远解距离。在介绍某型电子时间引信实现远距离解除保险的方法和机构工作过程的同时,对远解距离进行理论分析,并对试验引信改装的实现方法作了详细说明。在此基础上,进行了电子时间引信解除保险距离测试试验并对试验结果作了分析。     

小型榴弹的自毁功能

某步兵近战武器系统小型榴弹在研制过程中提出了“引信实现自毁功能,自毁时间15～20s”的要求。引信研制单位在研制过程中为实现该指标,在认真研究有关问题的基础上,做了大量的工作,设计了离心贮能式自毁机构,使引信在触发发火机构失效后,利用弹丸转速降低的特性引爆侧雷管,由侧雷管引爆主传火序列,实现引信自毁。这种离心贮能式自毁机构能满足引信实现自毁功能的要求,在弹丸触目标停止运动触发机构失效后,离心贮能式自毁机构立即作用引爆弹丸;在弹丸擦地产生跳弹时,根据弹丸旋转能量的衰减程度,引信可能在空中作用,也可能在弹丸第二次着地…     

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。     

面向惯性装填的输弹运动研究

为实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性和降低输弹运动的峰值功率,以提高输弹一致性和减轻动力系统负荷,根据惯性装填工作原理,运用非对称式S型速度规划方法调整输弹运动状态,并基于虚拟样机仿真建立了参数化的输弹运动模型。以弹丸的卡膛参数为约束,面向惯性装填建立输弹运动优化模型,以实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性及降低输弹峰值功率。采用多岛遗传算法和修正可行方向法组合优化策略求解优化模型,优化结果表明：优化后的输弹运动可实现不同装填角度下弹丸的卡膛速度一致性,且输弹运动峰值功率降低了14.9%,验证了该方法的有效性。     

基于ANSYS Workbench的变膛压作用下弹丸发射强度分析

针对弹丸发射强度的分析方法的多样性,提出一种在变膛压作用下同时考虑阻力作用的弹丸强度分析方法.以某底凹弹的发射强度分析为例,应用Matlab和ANSYS Workbench实现了对该弹丸在变膛压作用下的发射强度仿真.通过提取仿真结果发现,在变膛压作用下,弹丸最大等效应力和等效弹性应变与膛压变化并不成正比,二者在发射过程...     

基于ADAMS和ANSYS的箭伞系统刚柔耦合仿真分析

为了更加准确模拟空中发射过程和提高其安全性,搭建了空中发射技术的联合仿真系统。首先在Solidworks中建立了运载火箭、载机、阻力伞以及伞绳的实体模型;然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行有限元分析,得到模态中性模型;最后将柔性体代替刚性杆,利用ADAMS进行动力学仿真,实现了基于ADAMS与ANSYS的空投火箭联合仿真。仿真结果表明柔性体对空中发射运动精度和安全性的影响不容忽视。     

低转速条件下的弹丸飞行稳定性分析

为了解决制导炮弹引信试验成本高、研制进度慢、试验条件复杂等问题,以制式榴弹为原型设计了模拟试验弹,用于模拟引信的发射环境。由于试验弹转速较低,在不采用尾翼的条件下,出炮口距离200~300 m内,弹丸是否飞行稳定,是一个需要重点考虑的问题。飞行中的弹丸,由于阻力方向与质心运动方向不一致,导致合力不一定通过质心,迫使弹体在空中翻转,所以弹体的旋转速度和气动外形设计是弹体飞行稳定的必要条件。通过对弹丸在一定距离内的飞行稳定性数值计算,用数值计算结果进行稳定性仿真分析,进而说明数值仿真计算对弹丸气动外形设计可以提供有效参考。     

ADAMS的全地形车载火箭炮行进间发射动力学研究

利用多体动力学软件ADAMS、有限元分析软件ABAQUS建立了全地形车载火箭炮系统发射与行驶一体化动力学模型,基于路面功率谱密度函数和谐波叠加法,创建了全地形车野外行驶的三维随机土石路况模型,对战车行进间发射进行了动力学仿真。分析该型号车载火箭炮行进间发射的动力学特性,得到了战车及发射装置的动态响应情况及运动特性和车速对发射的影响规律。仿真结果表明,全地形车可以在土石路况低速行驶完成行进间发射任务。     

基于锥膛发射弹裙挤压过程的仿真分析

为了研究射弹在锥膛段的挤压变形过程,以带有锥膛结构的火炮和水下射弹为研究对象,对射弹弹裙挤进过程进行了研究。建立了射弹在膛内运动的力学模型,运用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了射弹和锥膛结构模型,塑性材料选择Johnson-Cook本构模型,并且大变形区域采取了自适应网格技术。仿真结果表明,前、后弹裙由尾部开始逐渐向前部弹塑性变形,总挤压阻力随两弹裙阻力变化,射弹速度升至最大后,又会有一小段变化。     

电磁催泪风暴系统引信参数分析与仿真

介绍了电磁催泪风暴系统的结构原理,应用数值分析法确定了引信线圈的发火电压标准,结合Maxwell电磁仿真软件建立了两组发射单元模型,分析得到了引信线圈的最佳位置、最优匝数及最小间距。为确定电磁感应式引信参数提供了一种较好方案。     

基于PCT的弹丸膛内运动回波信号瞬时频率估计

微波干涉仪可间接无损测出弹丸在膛内的行程-时间曲线,为内弹道学的膛内运动规律研究提供一种必不可少的技术手段。瞬时频率的估计精度决定了各参数的测量精度,由于弹丸膛内运动的回波信号是非线性调频信号,可采用多项式相位信号模型对其数学描述。为了得到较高的时频聚集性和瞬时频率估计精度,采用多项式调频小波变换(PCT)对模拟、真实的弹丸回波信号进行分析并与时频聚集性较好的WVD方法进行对比。实验结果表明:相对于WVD方法,PCT方法在模拟回波信号的抗高斯白噪声方面更有效,在分析真实回波信号中炮口杂乱信号的问题上,具有更强的提取有用信号的能力。总的来说,基于PCT的瞬时频率估计方法是一种有效分析弹丸膛内运动回波信号的方法。