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弹丸膛内运动分析吴会民;牛长根【摘要】为了研究弹丸膛内运动特性,建立了弹丸身管耦合系统有限元模型,应用大型非线性有限元程序LS-Dyna对弹丸身管耦合系统进行了数值模拟.根据数值模拟结果,采用应力波理论对弹丸运动特性进行了详细分析.分析结果表明:弹丸作为弹性体在膛压作用下其速度分布是一个随时间演化的速度场,初始时刻速度场梯度较大,随时间增加该速度场分布梯度减小,随时间进一步增加,该速度场演化将会涉及到弹带与膛线的作用、弹丸与膛壁的作用.速度分布场特性可以用来解释弹丸出炮口时运动姿态的变化.【期刊名称】《火炮发射与控制学报》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】4页(P62-65)【关键词】固体力学;线膛身管;运动特性;数值模拟【作者】吴会民;牛长根【作者单位】西北机电工程研究所,陕西咸阳 712099;许昌职业技术学院,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TJ410.3弹丸膛内运动与起始扰动有着密切的关系，为了提高弹丸的射击精度，研究膛内时期弹丸运动规律以获得弹丸出炮口瞬时的运动姿态十分重要。
在研究弹丸膛内运动时一般将弹丸视为刚体。
美国Marting和Robert［1］将膛内运动的弹丸由质点模型假定为刚体模型，并假定弹带中心沿炮膛轴线运动，研究了弹丸在柔性身管中的运动。
文献［2］建立了较为完善的弹丸发射动力学模型，运用凯恩方法推导了弹丸膛内运动过程的动力学方程，编制了相应的软件；同时建立了较为完善的弹丸六自由刚体外弹道模型，其理论基础仍然是建立在刚体动力学理论基础上，将弹丸简化为刚体模型。
随着数值计算理论与方法的成熟，采用有限元模型研究火炮发射动力学得到了迅速的发展。
火炮发射动力学己成为一门技术含量较高的边缘交叉学科。
文献［3］采用有限元法研究了M829高速动能弹炮口初始扰动与射击精度的关系；文献［4］采用DYNA3D软件，建立了37mm火炮陶瓷喷嘴瞬态热固耦合动力学有限元模型。
729弹丸炮口初速及姿态测量方法研究王恒*，李杰, 孟召丽,刘保林（电子测试技术国家重点实验室，山西太原，030051）（中北大学 电子科学与技术系，山西太原，030051）摘要摘要：：针对实时位置跟踪、远程目标监控等应用需求， 通过对现有炮口测量系统与引信装定系统互联影响进行分析,提出了一种适用于弹丸炮口初速及姿态的测量方法, 给出了系统的总体构成框架及工作流程, 做了相关实验，对其存在问题进行了探讨,并给出了解决问题的途径。
关键词关键词：：姿态、初速、炮口、PSD 、雷达测速中图分类号中图分类号：：TJ43 文献标识码: AThe Analyses of Cannonball Muzzle Velocity and GestureMeasurementWang Heng, Li Jie ，Meng Zhaoli ，Liu BaolinNational Key Laboratory for Electronic Measurement Technology, Taiyuan, Shanxi, 030051Department of Electronic Science and technology, North university of China, Taiyuan, Shanxi, 030051Abstract : To meet the requirement of the real time track and the long-distance stakeout,muzzle measure system and fuse fixation system are analyzed in the paper, the way which was used to measure the cannonball muzzle velocity and gesture is put forward, shows the general structure and the operating process, did interrelated experiment, discuss the related question, and finally get the approach to solve the problem. Keywords : gesture, start-velocity, muzzle, PSD, radar measure velocity1. 引言引言随着现代各种高新科技在军事领域内的广泛运用，武器装备的性能有了飞跃性的发展,对弹箭飞行姿态测试也提出了更高的要求。
第二章弹丸内外弹道性能试验§2–1 弹丸初速的测定所谓初速（用0υ表示），并不是弹丸脱离炮口瞬间的实际飞行速度（用gυ表示），而是在假设弹丸脱离炮口后仅受空气阻力和重力作用的条件下，由后效区外某弹道段上的实际飞行速度外推到炮口，弹丸应具有的理想速度。
这是一个并不存在的虚拟速度。
由于炮口燃气流在后效期内对弹丸仍有一定的加速作用，所推出的初速将比炮口的实际速度要大三个基本要素（弹道系数C b，初速0υ，射角0θ）之一，是进行弹道计算的初始参量。
在进行弹道计算，密集度分析，特别是偏制射表时，都必须精确测定初速0υ及其散布0υE，而在测定跳角，弹道系数，直射距离以及其它许多弹道试验中，也往往要求同时提供初速υ，以便进行计算与分析。
初速的测定，实际上可归结为如何测量弹道上某点的弹丸飞行速度以及如何由它推算出初速两问题。
测量弹丸飞行速度的方法很多。
从物理原理分，有平均速度法及瞬时速度法；从测量仪器及技术的类型来分，则有电测法与光测法。
目前，最常用的标准方法是电子测量仪测速法和多普勒雷达测速法，它们都是采用平均速度法原理的电测方法。
这里重点介绍电子测时仪测速法。
一、电子测时仪测速方法假定弹道的某一限区间内，弹丸的飞行速度是线性变化的，则该段弹道中点的瞬时速度υ等于该区间的平均速度，即：υ（2–1）=υs/=t式中υ–––弹丸在该区间的平均速度s–––该段弹道的长度t–––弹丸飞行s段花费的时间实际弹丸的速度变化虽不是线性的，但只要截取的弹道区间不太长，弹丸的速度都近为线性变化，其中点瞬时速度都可以用该段的平均速度代替。
实践证明，它具有足够的准确性。
电子测时仪测速就是基于这种原理，利用区截装置来确定弹道段起止位置，利用电子记时仪器记录该段飞行时间的一种测量弹丸速度的方法。
1．区截装置它是一种成对使用的探测器。
它的作用是准确确定弹道区间的起止位置，及时可靠地感受弹丸到达和离开该区间的时刻，并产生感应信号，触发测时仪器开始和停止记时。
膛内弹丸抖动姿态光学测量法的仿真与分析刘海珍;张丕状【摘要】When the projectile moves in the chamber, it will producejitter ,due to the inevitable factors such as yaw, impact, and self filling conditions,greatly reducing the firing accuracy and power of the gun.In order to obtain the deviation of the projectile during movement in the chamber,a simple and intuitive method for the optical measurement of the jitter attitude of the projectile in the chamber is studied by using the laser generator, the diffuse reflector, the high speed camera and the computer system. This method focuses on the factors that affect the imaging changes of the laser generator, and the method is simulated and analyzed.The simulation and analysis results show that simulating the high speed camera to shoot the moving track of the light spot on the diffuse reflection plate.The simulation of the picture analysis, the jitter of the projectile in the bore can be obtained, which verifies that this method is feasible on the basis of theory.%弹丸在弹膛内运动时,会因偏航、撞击以及自身填充条件等不可避免的因素发生抖动,大大减小火炮在发射时的射击精度和威力.为得到弹丸在膛内运动时的偏离情况,利用激光发生器、漫反射板、高速摄像机和计算机系统研究出一种简单而直观的膛内弹丸抖动姿态的光学测量方法.该方法着重考虑影响激光发生器成像变化的因素,并对该方法进行仿真与分析.结果表明:可以仿真出高速摄像机拍摄漫反射板上光斑运动轨迹的图片;对仿真图片进行分析,得到弹丸在膛内抖动姿态,从而验证此方法在理论基础上具有可行性.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)012【总页数】6页(P93-97,103)【关键词】抖动姿态;光学测量方法;高速摄像机;仿真与分析【作者】刘海珍;张丕状【作者单位】中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原 030051;中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原 030051【正文语种】中文地面火力的主要武器之一是火炮，故对火炮性能的要求非常高，弹丸在弹膛内运动时，会因偏航、撞击以及自身填充条件等不可避免的因素发生抖动，大大减小了火炮在发射时的射击精度和威力，所以需要实时监测弹丸在膛内运动时的偏离情况，以便更好设计炮筒与弹丸结构[1]。
测线膛炮弹丸膛内转速并求其轴向速度
何迪和;刘宪清
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】1994(000)004
【摘要】介绍了用偏振法测线膛炮弹丸沿内弹道旋转运动的角速度曲线，并利用此结果和膛线方程求出弹丸沿内弹道轴向运动的速度曲线。
该系统采用了微机，数据处理能力强，使这种测试方法能方便地应用于各种膛线的线膛炮。
还着重介绍了该系统采用的一种抗干方法：将信号光和参考光分别转换成电信号，然后相除，在其他措施配合下，能有效地抑制因光源输出光强的变化或火炮发射时产生的烟雾对上述内弹道测量所造成的不利影响。
最后还介绍了对３０
【总页数】5页(P4-8)
【作者】何迪和;刘宪清
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TJ399.06
【相关文献】
1.水下枪械弹丸膛内速度变化规律的研究 [J], 程兆刚;曹洪娜;韩保红
2.基于弹丸膛内速度微波测量的发射药燃烧规律 [J], 张玉成;张江波;严文荣;李强;赵晓梅;闫光虎
3.基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试 [J], 沈大伟;边玉亮;范锦彪
4.双加速度计滤波法测量弹丸轴向加速度 [J], 王超;霍鹏飞
5.弹丸卡膛速度测量系统设计与测试 [J], 管佳伟;李志刚;尹强
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第章第三章弹丸射弹丸发射安全性及膛内运动正确性分析(一) 弹底上的受力与变形分析将弹底看成一块周边受到夹持的圆板。
（二）平底弹底的弯曲强度分析平底弹底的应力分析是将其简化为一周边夹持的圆板。
利用均布载荷的圆板弯曲公式计算。
还应对得到的弹底应力进行修正。
将弹尾部看成端部受力偶作用的空圆筒，并分析其角变形。
将弹体壁简化为弹性基础梁，按弹性理论分析。
得到弹底圆板内任一点的径向压力与切向压力：()⎪⎪⎧⎥⎤⎢⎡−⎟⎟⎞⎜⎜⎛−+=K r r r p t z d z r 213432222μσ()()⎪⎪⎩⎨⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−+−+=⎥⎦⎢⎣⎠⎝K r r r p t z d d z d t d d 2313432222μμσ根据弹底变形的性质，分析四个危险点的位置。
第一点：2,0d t z r ==第二点：第三点：2,0d t z r −==,d t z r r ==第四点：2d 2,d d t z r r −==用第四强度理论校核：2221σσσσσσσ−+−+−=强度条件为：()()()2z t t r r z i 2.0σσ≤i 平底弹弹底强度简化公式：弹底应力的修正上述分析忽略了径向载荷p的作用，只考虑了轴向载荷的作用，修正时，将径向载荷p产生的径向应力与切向应力迭z p 加上去。
弹底圆板的径向载荷为圆板周边上承受径向均布压力p，是一个均匀受载问题。
圆板上任意一点的应力为：pp t r −=−=σσ, 修正公式计算的各点相当应力值较小，对改进弹底设计有利。
在满足发射强度要求的条件下，弹底厚度取最小值。
即使采用修正公式，计算结果也并不精确。
因为没有考虑弹尾区总的变形。
弹尾区的变形会对弹底应力产生一定影响，尤其是弹塑性变形影响更大。
故须经射击试验考核。
理想方法，用有限元法进行弹塑性应力分析。
（三）变厚度弹底的弯曲强度分析主要分析其弯曲强度。
将弹底简化为一块变厚度圆板。
图3-2-25 曲线1γγ和（四）球形弹底的强度分析有些小口径弹丸做成球形弹底，用厚圆球公式计算弹底压力。
