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火炮发射过程中身管温度场及弯曲度的有限元计算

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３２ ０ 的火药 燃 气 强 瞬态 周期 性 热 冲击 ， 管 内膛 ０ ℃ 身
１ 身 管 有 限元 模 型 的建 立
求 解 身 管 发射 过 程 中 的弯 曲大小 ， 由于身 管 材 料 的热 物性 能 随温 度 发 生 变 化 ， 合 考 虑 身管 的温 综
温 度可 达 到 １０ ０Ｋ， 过 一 段 时 间 的冷 却 ， 度依 ０ 经 温
ｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ｅ ａ ｔ ｒ ｆ ｉ ｇ ｗａ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｉ ｅ ｅ ｔ ｔ ｆ ｅ ｉ ｎ ｓ ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ．Ｔｈ ｔｐ ｏ ｉ ｅａ ｆ ｍ ｒ ａ ｒ ｖ ｄ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｈ ｕ ｎ ｎ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｏ ｍｐ ｒ ａ ｔ ｆ ｒ ｎ ｅｆ ｒ ｔ ｅ ｇ ｎ ｉ ｇ ｃ ｒ ｅ ｔ ｆ ｒ ｏ
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Ｖｏ ．３ ＮＯ １ ６， ．５
Ｍ ａ ２ １１ ｙ， ０
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｏ ｔｏ ＆ Ｃ ｍｍａ ｄＣｏ ｔｏ ｉ Ｃ ｎｒ ｌ ｅ ｏ ｎ ｎ ｒｌ
第 ３ ６卷
第 ５期
２１ ０ １年 ５月
文 章 编 号 ：０ ２Ｏ ４ （Ｏ １Ｏ —１ ６０ １ ０ 一６ Ｏ ２ １ ） ５０ ０— ４
较 大变 形 ， 加重 身 管 的弯 曲 。 果两 发 弹 的射击 间 隔 如 比较小 ， 管处 于较 高 的温 度 ， 存 在 较 大 的弯 曲 ， 身 还 会 影响 到下 一 发弹 的射击 精度 。 因此 ， 在每 发 弹发 射
ｂ ｒｅ’ ｉｈ ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｍａ ｔｕ ｔ ｒ ｏ ｐ ｅ ｎ ｌｓｓｏ ｈ ａ ｒ ｌ ｓｄｄ，ｎ ｈ ａ ｒ ｌ ｌｘ ｒ ｎ ａ ｒ ｌ ｗｅｇ ｔａ ｄ ｈ ａ ，ｈ ｒ ｌｓｒ ｃｕ ｅｃ ｕ ｌｄ ａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅｂ ｒ ｅ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｅ ’ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎｉ ｅ Ｅｌ ｍ ｎｔ Ｃａ ｃ ｌ ｔ ｏ ｆ Ｂａ ｒ ｌ Ｓ Ｔｅ ｅ ａｕ ｅ
Ｆｉ ｌ ｎｄ Ｆｌ ｘ ｅ ｉ ｕ ｒ ｎｄｉｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｅ ｕｒ ｎ Ｇ ｎ Ｆｉ ｅ Ｃｏ ｔｏ
火炮 发射后身管复杂 的温度 场分布 。并综 合考虑身管 白重 以及热作用 的影响 ， 对其进行热 结构耦合 分析 ， 出身管发射 后不 求 同时刻 的弯曲量 ， 为连发射击 时的射击修正提供 重要 参考 。
关键词 ： 身管 ， 限 元 ， 曲 ， 有 弯 ＡＮＳ ＹＳ
中 圈 分 类 号 ： Ｊ Ｏ Ｔ ３４ 文献标识码 ： Ａ
火 炮 发 射 过 程 中身 管 温 度 场 及 弯 曲度 的有 限元 计 算
赵金 辉 何 忠渡 傅 建 平 王 江涛。 ， ， ，
（．军 械 工 程 学 院 ， 家庄 １ 石 ０ ０ ０ ，．解 放 军 ７ ６ ０ 队 ， 东 ５０ ３ ２ ５１ 部 广 东莞 ５８１） １ １０
摘
要 ： 用 Ａ ＹＳ有 限 元 软 件 ， 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 ， 出 利 ＮＳ 建 得
ｂｕ ｓ ． ｒ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ｒ ｅ ， ｉ ｉｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ｍｅ ｈ ｄ，ｌ ｘ ｒ ＡＮＳ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｒ ｌ ｆ ｔ ｌｍ ｎ ｔ ｏ ｆｅ ｕ ｅ， ｎ ＹＳ
引 言
火 炮 发 射 时 ， 管 受 到 温 度 高 达 ２ ５ ０ ～ 身 ０℃
度 和 自重 ， 是热 结构 耦 合 的非线 性 问题 。因此 ， 需要
建 立 身 管 的三 维有 限元 模 型 ， 用 手 工 划 分 网格 保 采 证 质 量 ， 控 制其 数 量 ， 立身 管 的 实体 模 型 如 图 １ 并 建
所示 。
然很 高 。 时身 管 的温 度分 布很 复 杂 ， 管 容易 发 生 这 身
Ｚ ＨＡＯ ｉ — ｕ ＨＥ ｈ ｎ — ｏ ， Ｊｎ ｈ ｉ， Ｚ ｏ ｇ ｂ ＦＵ ｉｎ ｐ ｎ Ｗ ＡＮＧ ｉｎ —ａ 。 Ｊａ — ｉ ｇ ， Ｊａ ｇ ｔｏ
（ ． ｄ ａ ｃ ｇ ｎ ｅｉｇ Ｃ ｌ ｇ ， ｈ ｉｚ ｕ ｎ ５ ０ ３ Ｃ ｉａ ２ Ｕｎｔ ５ １ ｆＰ Ａ， ｏ ｇ ｕ ｎ ５ ８ １ ， ｈ ｎ ） １ Ｏｒ ｎ ｎｅＥｎ ｉｅｒｎ ｏｌ ｅ Ｓ ｉ ａ ｈ ａ ｇ ０ ０ ０ ， ｈ ｎ ， ． ｉ ７ ６ ０ｏ Ｌ Ｄ ｎ ｇ ａ １ １ ０ Ｃ ｉａ ｅ ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂｙ ｍ ｅ ｎ ｆＡＮ Ｓ ｏ ｔ ｒ ａ ｇ ｎ ｂ ｒ ｅ’ ｏ ｉ ｄ ｌｗａ ｕｌ ｐ， ｎ ｉ ｌｔ ｎ ｆ ｓｒ ｃ ： ａ ｓｏ ＹＳ ｓ ｆｗａ ｅ， ｕ ａ ｒｌ Ｓ ｓ ｌ ｍｏ ｅ ｓｂ ｉ ｕ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉ ｓ ｏ ｄ ｔ ｏ ｔ ｅ ｅ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｂ ｒ ｅ ｉ ｉｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｗｅ ｅ ａ ｒ ｄ ｕ ． Ｔｈ ｎ ｈ ａ ｒ ｌ ｃ ｍ ｐ ｉａ ｅ ｈ ｈ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｉ ｈ ａ ｒ ｌ ｎ ｆ ｃ ｎ ｉ ｏ ｒ ｃ ｒ ｉ ｏ ｔ ｒ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｂ ｒｅ ’Ｓ ｏ ｌ ｔｄ ｃ

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小口径高射速火炮身管弯曲计算仿真系统设计

小口径高射速火炮身管弯曲计算仿真系统设计

小口径高射速火炮身管弯曲计算仿真系统设计
殷军辉;秦俊奇;马春庭;张燕军;刘仁伟
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2007(26)12
【摘要】小口径高射速火炮身管弯曲计算仿真系统,其火炮身管弯曲计算数据分析包括自重弯曲及热弯曲.身管弯曲量计算则通过计算炮口截面最大转角、身管最大挠度及炮口角完成.在火炮射击前,可预先测量身管上下表面温差,应用该仿真软件计算炮口弯曲量,并根据计算结果对射表作出适当修正,从而显著提高武器系统的射击精度.
【总页数】2页(P33,36)
【作者】殷军辉;秦俊奇;马春庭;张燕军;刘仁伟
【作者单位】军械工程学院,火炮工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院,火炮工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院,火炮工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院,火炮工程系,河北,石家庄,050003;军械工程学院,火炮工程系,河北,石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】TJ302;TP391.9
【相关文献】
1.大口径火炮身管热弯曲计算与试验 [J], 傅建平;何忠波;赵金辉;张培忠;戴华艳
2.火炮身管温差热弯曲的仿真与计算 [J], 何忠波;赵金辉;傅建平;陈洪超
3.射速和射击方式对速射火炮身管温度的影响 [J], 李鹏辉;李强;李世康
4.基于有限容积法的小口径速射火炮身管传热仿真研究 [J], 殷军辉;秦俊奇;郑坚;马春庭
5.聚碳酸酯在高注射速度下成型超薄导光板的仿真试验分析 [J], 刘水星;庄俭;杨于光;张亚军;董力群;金志明
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管材弯曲试验及助推作用的有限元分析

管材弯曲试验及助推作用的有限元分析

关键词 ：管材弯 曲试 验 助推 形式 助推 弯 曲过程 有 限元分析 中图分 类号 ：Ｔ ３ Ｐ 文献标识码 ：Ａ
■ ●
北 京理 工 大学材 料学 院 李
弭 鄂 大辛 皿
张 敬 文
首 都 航天机 械 公司 李延 民 田 鑫
直 管段 管坯 轴 向挤 弯。 因此 ，如 何合 理地 设 置助 推 装
２ 助推形式及其有 限元模型
根据 现 有数控 弯管 机结 构对 助推 装 置进 行 改进 ，
到 的助 推 效 果十 分有 限。 另外 ， 目前 生产 中使用 的弯 管 机简 易 助推 装 置设 置在 机 架尾 部 ， 即使 能够 将 直管
坯 的一 端 装卡 在助 推 装置 上 ，助推 加 载 时也极 易 引起
．
数 字 ｌ 园 地
管材弯 曲试 验及助 推作 用 的有 限元分析
摘要 ：利用有 限元方法分析 了两种管材 助推 弯 曲形 式、多种助推 速度对弯 管横截面短轴 变化率 和壁厚 变化率 的影Ｉ ，并 与部分试验结 果进行 了对 比分析。结 果表 明，助推块 与压 紧块 同步助推 ， １ 向 可 以减 轻弯管横截 面外轮廓 扁平化 变形 ，但不 能同时调整弯 管内、外侧壁厚 变化率。采 用助推块 与 压 紧块 不 同步助推模 型 ，不仅可适 当控 制管材弯 曲变形阻力 ，还 可在进给 阶段 对管坯施 加有针对 性 的轴 向拉 伸 或压缩 变形 ，从 而可 以按照 产生缺 陷的主 、次要 影响来 有效 控 制弯管 内、 外侧壁厚 变 化 ，进 而获得较好 的管材弯 曲成 形质量 。
置 施加 有效 助推 ，消 除 或减 轻 由助推 所 带来 的 负面影 响 ， 已经成 为管 材 弯 曲技术 领域 中一个 非常 重要 且 具 有实用 意 义的研 究课 题 。
埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟的开题报告

埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟的开题报告

埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟的开题报告
标题：埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟
摘要：
埋头式火炮是一种具有较高射程和精度的武器系统。

该系统采用了短枪
管和高压气体驱动，将弹壳直接与气体燃烧室连接，使燃烧产生的高温
高压气体直接推动弹头，从而实现了高速发射。

为了提高埋头式火炮的
精度和射程，深入研究其内弹道特性具有重要意义。

本文主要研究埋头式火炮内弹道特性的实验和数值模拟方法。

首先，利
用高速相机采集内弹道过程中的弹头运动轨迹，并测量弹头速度、加速
度等参数。

其次，基于质量守恒方程、动量守恒方程和热力学方程，建
立埋头式火炮内弹道数值模型，并采用计算流体力学方法进行数值求解。

通过实验和数值模拟，得到了埋头式火炮内弹道特性的相关参数。

实验
结果表明，弹头随着加速度逐渐增大，最终达到了稳定的速度。

数值模
拟结果表明，温度和压力等参数在内弹道中变化较大，需要考虑非定常
性和多场耦合效应。

本研究对埋头式火炮内弹道特性的深入理解以及精确射击的实现具有一
定的借鉴意义。

同时，对未来设计改进和性能预测也有一定的指导价值。

关键词：埋头式火炮；内弹道；实验；数值模拟。

某型火炮金属材料身管有限元分析

某型火炮金属材料身管有限元分析

某型火炮金属材料身管有限元分析冀豪;苏忠亭;童睆【摘要】针对金属材料身管重量过大的问题,以某坦克炮身管为研究对象,对其进行有限元分析,研究身管布置方案对其承载安全性和减重能力的影响.首先利用前处理软件ANSA对火炮身管进行模型简化,输出金属身管的有限元计算模型,然后导入到有限元软件ABAQUS中进行计算,求解了身管的Mises应力和等效塑性应变分布,确定了Mises应力最大的两个截面与输出最大膛压值处截面的径向和环向应力.研究结果可为身管减重方案设计提供基础理论数据.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】3页(P24-26)【关键词】金属材料;火炮;轻量化;有限元【作者】冀豪;苏忠亭;童睆【作者单位】陆军装甲兵学院兵器与控制系, 北京 100072;陆军装甲兵学院兵器与控制系, 北京 100072;陆军装甲兵学院兵器与控制系, 北京 100072【正文语种】中文【中图分类】TJ303+.1现代高技术条件下的战争态势下，各军事强国都在研究高机动性与高防护性的最佳结合点，在不影响射击精度及火力性能的情况下，更为有效的降低身管的重量。

某型大口径坦克炮是国内最大口径的坦克炮，具有威力大、可靠性高等优点。

但大威力也带来了重量较大的问题，如何研究大口径火炮的减重方案，是工业设计部门与研究论证部门需要迫切解决的问题。

论文以该型大口径火炮为研究对象，对全金属身管进行了有限元分析，确定了Mises应力最大的两个截面与输出最大膛压值处截面的径向和环向应力。

为身管减重方案的设计论证提供了准确的基础理论数据。

1 身管结构简化设计本论文分析对象是某大口径滑膛坦克炮，该炮身管长约6m，身管尾端通过螺纹固定在炮尾，炮身中部有抽气机，炮口部装有其他辅具，建立三维实体模型如图1所示。

图1 坦克炮炮身为了降低有限元离散的复杂性和提高分析的效率，将对炮身上一些不影响分析效果但又会增加仿真成本的倒角、螺纹、螺栓孔等几何特征进行简化处理；其中炮身上的倒斜角、圆角均简化为直角，螺纹和螺栓孔均删除并以相应的平面或者曲面代替，尾端面的不规则曲面用平面代替。