“金属风暴”武器发射动力学建模与仿真

电磁发射催泪武器结构设计及发射单元的发射仿真分析鲁月【摘要】The Weapon System is on the basis of Electromagnetic launch technology adds“metal storm”military system model,putting forward the idea about a new conception military equipment to send Non-lethal weapons ammunition with rof,has broken the traditional rely on the limitations of gunpowder to launch non-lethal ammunition,expands the research direction for non-lethal weapons research and thinking. This paper is in order to the firing efficiency of the Tear Weapon System for the judgement criteria,according to improve simulation methods of the system launch process,The relation curve concerning the structure parameters affecting tear gas armature launch is arrived by the thickness of setting up model,setting performance parameters as well as post processing a seriesof rational structural parameters is chosen and set up according to the sending efficiency and outlet velocity in order to lay a foundation for the further study. According optimal parameters for the standard to set up a test platform,the results of the simulated tear gas single and continuous emission test demonstrated the theoretical design and simulation result of tear weapons systems.%该武器系统是以电磁发射技术为基础，结合“金属风暴”武器系统模型，提出的一种快速发射催泪弹药的新概念武器构想，将打破依靠火药发射非致命弹药的传统局限，为非致命武器研究拓展了研究方向和思路。

第1期火炮发射与控制学报JOU R NA L OF GU N L A U NCH &CO NT ROL刚柔耦合模型在机枪发射动力学仿真中的应用胡志刚,何卡曼(河南科技大学机电工程学院,河南洛阳 471003)摘 要:应用柔性多体动力学理论和AD AM S 软件,以机枪为研究对象,把枪身以及自动机作为刚体,把对膛口响应影响较大的枪架和身管作为柔性体,进行连发射击的仿真计算。

通过仿真,证明考虑柔体效应的刚柔耦合多体动力学模型,比刚体模型更贴近实际机枪发射的情况,而且克服了用有限元法求解膛口动态响应时无法考虑自动机在机匣中的相对移动对动态响应的影响,进一步提高了仿真精确度。

关键词:固体力学;机枪;柔性多体动力学;膛口响应;耦合模型中图分类号:T J202 文献标志码:A 文章编号:1673 6524(2008)01 0035 04收稿日期:2006 09 30;修回日期:2007 04 30作者简介:胡志刚(1972-),男,副教授、博士,主要从事机械系统仿真与优化研究。

E mail:hu robert@126 comApplication of Rigid Flexible Multi Body Coupling Model inDynamics Simulation of Machine Gun Fire SystemHU Zhi gang,HE Ka man(M echanical and Electrical Eng ineering College,H enan U niv ersity of Science and T echnolog y,Luoy ang 471003,H enan,China)Abstract:By use of flex ible multi body dy namics theory and ADAMS softw are,taking machine gun as study tar get,taking machine gun body and automat as rigid bodies,and taking m ount and barrel w hich effect on m uzzle dy namic response w as larg er as flex ible bodies,sim ulating calculation and study of burst fire w ere per for med.By means of calculation and simulatio n,it has proved that rig id flexible multi body coupling mo del w as very close to actual fire situation o f machine g un,the mo del overcomes the effect of automat r elative displacem ent o n dy nam ic response,and improv es the simulatio n precision and efficiency further.Key words:so lid state m echanics;m achine g un;flex ible multi body dy namics;muzzle response;coup ling m odel在机枪发射系统的动力学仿真中,采用多刚体动力学方法是在一定假设条件下的,即假设机枪构件变形引起的弹性位移远小于机构刚性运动和构件变形引起的弹性位移不会影响机构运动时,常采用多刚体动力学模型分析。

基 于 ANSYS / LS - D Y N A 的全炮管模型弹丸发射*动力学有限元仿真平台的建立卫社春，白 真，杨 力，陈红星，蒋艳国，张永励( 中国兵器工业第 203 研究所，西安 710065)摘 要: 为提高弹丸发射动力学分析的精度和效率，文中针对炮管和弹丸结构的复杂性和规律性，充分考虑弹丸膛内运动过程中身管对弹丸运动、受力的影响，运用VC + + 对 A N S Y S / LS-D YN A 进行了参数化二次开发，建立了弹丸发射有限元集成平台。

并结合某项目，进行了基于该仿真平台的弹丸发射动力学仿真分析，并与试 验结果取得了较好的一致性。

证明了该参数化平台的有效性。

关键词: A N S Y S /L S -D Y N A ; 全炮管模型; 弹丸; 数值模拟; 集成平台 中图分类号: T J 012． 1 文献标志码: AT h e E s t ab l i s hm e n t of FEA Platform Based on F u ll Bar r e l P r oj ec t i l e P r oc ess U s i n g ANSYS / L S -D Y N AWEI S h ec hun ，B A I Zhen ，YAN Li ，CHEN H o n g x i n ，J I A NG Y a n g u o ，Z HA NG Y o n g li( N o ． 203 Ｒesea r c h I n s t i tut e of Ch i n a Ordnance I ndu s t r i es ，X i ’a n 710065，Ch i n a)A b s t r a c t : I n order to i mp r o v e e ff i c i e n c y and a ccur ac y of l a un c h dyn a m i cs FEA s i mu l a t i o n ，es t a b li s hm e nt of f i n i t e e l e m e nt a n a l y s i s p l a tf o r m wa s p r ese nt e d ，wh i c h was built with the co n s i d e r a t i o n of b a rr e l c h a r ac t e r i s t i c s based on V C + + and A N S Y S / L S -D Y N A ． E xp e r i m e nt a l r e - s u l t ag r ee s w e ll with the num e r i ca l s i mu l a t i o n r es u l t ，wh i c h i nd i ca t es that th i s s i mu l a t i o n method i s s u i t a b l e for ag r ees w e ll s i mu l a t i o n o f p r o j ec t il e s l a un c h p r oce ss ．K e y wo r d s: A N S Y S / L S -D Y N A ; full b a rr e l m o d e l ; p r o j ec t il e; num e r i ca l s i mu l a t i o n ; i nt eg r a t i o n p l a tf o r m性工作，具有可优化、集成的潜力。

武器发射弹道的模拟仿真研究一、引言武器是军事力量的重要实现工具，武器的性能和作战效果直接关系到军队的成败。

而发射弹道是武器性能与作战效果的重要因素之一。

发射弹道的模拟仿真研究可以帮助军事科学家和工程技术人员了解武器的真实性能，指导武器的改进和发展，提高武器的作战效果。

二、武器发射弹道概述武器发射弹道是指武器发射弹药后，弹药所经过的物理路径和轨迹。

武器发射弹道是由多种因素共同决定的，如弹药初速度、弹药质量、药量、弹道密度等。

同时，在发射过程中，还有各种各样的外界因素对发射弹道的影响，如气压、温度、风速、重力、空气密度等。

发射弹道的模拟仿真研究需要考虑这些因素的影响，并对发射弹道进行多方面的分析和评估。

从而实现对武器发射弹道的真实还原和深入探究。

三、武器发射弹道模拟仿真技术致力于武器发射弹道模拟仿真技术研究的工程技术人员通过分析和评估武器弹道的多种影响因素，以及各种外界因素对武器弹道的干扰，提出了一系列的武器发射弹道模拟仿真技术。

主要包括数值模拟技术、有限元分析技术、计算流体力学技术等。

1.数值模拟技术数值模拟技术是一种重要的武器发射弹道模拟仿真技术，该技术可以利用数学方法对武器发射弹道进行真实还原，包括发射过程和弹道分析等。

该技术主要通过计算机程序控制，实现对发射弹道的数值分析和计算。

数值模拟技术可以对武器弹道的各种因素进行模拟和仿真，从而精准分析弹道的特点和特征。

2.有限元分析技术有限元分析技术是一种基于数值计算法原理的武器发射弹道模拟仿真技术，在武器设计和开发领域得到了广泛应用。

通过分析武器结构和性能特点，从而实现对弹道运行过程中的各种力学特性的分析和计算。

该技术主要适用于弹道系统的结构分析和动态响应分析。

3.计算流体力学技术计算流体力学技术是一种基于流体力学原理的武器发射弹道模拟仿真技术，主要用于分析武器发射过程中的耗能、摩擦等相对物理过程。

计算流体力学技术可以通过数学模型和计算机程序，模拟和预测武器发射过程中的流体特性和流体运动特征。