枪弹动态挤进数值仿真与实验研究
发布时间：2021-01-18 03:05
现代的自动武器枪弹设计理论中,逐渐提出了弹枪匹配的观念。弹枪的相互作用是研究枪弹膛内发射过程的一个重要环节,而枪弹内弹道挤进过程作为弹枪相互作用中的起始过程,显得尤为重要。本文以小口径步枪枪弹挤进过程为研究对象,从理论研究、数值仿真和实验研究三个角度解释了枪弹挤进过程,为现代枪弹设计理论提供了一定的数据参考和理论支撑。本论文主要研究内容如下:（1）对内弹道时期弹头受力和火药燃气能量耗散进行了理论分析,建立了挤进阻力快速计算模型,在经典内弹道模型的基础上考虑挤进阻力对弹头运动的影响,建立计及挤进阻力的小口径枪弹经典内弹道模型。（2）使用FORTRAN语言编制了内弹道膛压耦合子程序,基于有限元软件ABAQUS和HYPERMESH建立了弹头挤进过程的高精度有限元模型,完成显式动态分析,与实验数据对比验证了模型的准确性。（3）建立不同自由行程的全身管有限元模型,耦合内弹道子程序进行不同自由行程的挤进过程仿真计算,分析了自由行程对于弹头挤进过程的影响规律,进而分析了不同自由行程对小口径枪弹内弹道性能的影响。（4）设计准静态和动态挤进的试验方案,搭建实验平台并进行小口径枪弹的挤进实验,将实验结果与...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１模拟动态弹丸挤进过程机电实验装置??国外的ＪｅｆｆＳｉｅｗｅｒｔ采用截断身管的方式，如图１．２所示
；??资导杆??图１．１模拟动态弹丸挤进过程机电实验装置??国外的ＪｅｆｆＳｉｅｗｅｒｔ采用截断身管的方式，如图１．２所示。在ｌＯＯｍｍ／ｓ速度下利用??液压机准静态挤进Ｍ８０弹，分别以原身管、２．５°坡膛角身管、改变膛线尺寸身管等为??研究对象，得出以下结论：（１）阳线宽度的增加会提高１５％至２０％的的膛压；（２）增??加弹丸自由行程或减小坡膛角均会降低膛压的峰值；（３）坡膛角的增大略减小了挤进??阻力；（４）润滑会降低挤进时期的阻力；（５）弹丸的结构以及它对应的弹性模量决定??了挤进阻力的大小??關Ｉ??图１．２准静态挤进装置??４??
软回收弹丸的方法，对射击弹丸进行了刻槽的测量和分析。比较不同装药下，弹丸回??收的情况Ｊｏｓｅｐｈ?Ｓｏｕｔｈ等采用速率控制法准静态挤进、改变装药量实弹射击软回??收两种方式，图１．３为其实验枪管和推弹杆实物照片。试验研究了?Ｍ８５５弹挤进前后??的参数变化规律和不同速率下挤进阻力的变化规律，发现：（１）在速率３３ｍｍ／ｓ－３５５ｍｍ／ｓ??的变化范围内，挤进阻力最大值随之减小，但作者认为在这个范围内还不能说明实弹??射击阻力变化规律；（２）弹丸准静态挤进后直径变小，缩小范围在０．０１ｍｍ至０．０３＿??之间；（３）质量缺失忽略不计。（４）减装药射击直径的改变规律与准静态挤进一致［２１】。??ＳｃｈｕｐｆｅｒＭ．针对铜弹带不能满足现代大口径火炮高负荷的要求，使用实弹射击的方法??验证了镍以及碳纤维复合材料等新材料代替铜弹带的可能性??图１．３准静态实验中的枪管与推弹杆??在实验研宂领域中，国内目前均是采用截断身管的方式，准静态挤进弹丸，但速??度最多只能达到５０ｍｍ／ｓ；而国外准静态挤进速度达到３５０ｍｍ／ｓ。国外５．５６ｍｍ枪弹的??挤进阻力曲线如图１．４所示，挤进阻力的峰值为２．５ＫＮ。值得思考的是，准静态挤进??和动态挤进是否存在机理的不一样，挤进阻力的差异化是否很大，目前真正意义上动??态挤进实验研宄还是处于空白阶段。??３．０????２．５?飞???：［??＼Ｊ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径防爆弹弹带挤进过程仿真与分析[J]. 李阳,卜雄洙,徐淼淼,关振华. 兵器装备工程学报. 2017(01)
[2]大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析[J]. 许耀峰,丁宏民,徐坚,宁变芳. 兵工学报. 2016(11)
[3]某大口径火炮弹带热力耦合挤进动力学数值模拟研究[J]. 李淼,钱林方,孙河洋. 兵工学报. 2016(10)
[4]弹带宽度对弹丸挤进过程的影响分析[J]. 曹学龙,秦俊奇,狄长春. 火炮发射与控制学报. 2016(03)
[5]某车载炮上架刚度对弹丸起始扰动的影响[J]. 刘成柱,顾克秋,张鑫磊. 兵器装备工程学报. 2016(06)
[6]基于弹性力学的枪弹拔弹力的理论计算[J]. 钱俊松,刘彬,韩银泉. 兵工自动化. 2016(02)
[7]坡膛结构参数对枪械内弹道挤进时期的影响研究[J]. 陆野,周克栋,赫雷,李峻松,黄雪鹰. 兵工学报. 2015(07)
[8]弹丸高速挤进过程动态试验设计与分析[J]. 陈龙淼,林贵,李淼. 南京理工大学学报. 2015(02)
[9]基于ABAQUS弹丸挤进坡膛过程的有限元分析[J]. 李强,吴宝双,申玉波,李昭. 机械设计. 2015(04)
[10]基于ANSYS/LS-DYNA的弹带挤进过程仿真[J]. 马帅,张相炎,游修东. 机械制造与自动化. 2014(05)
硕士论文
[1]弹丸挤进过程研究[D]. 蒋泽一.中北大学 2014
[2]高速冲击挤进问题的瞬态有限元分析[D]. 李宣荣.西安工业大学 2014
[3]弹带挤进及火炮内膛损伤的数值模拟研究[D]. 顾玮.南京航空航天大学 2014
[4]弹带高速挤进膛线过程的模拟实验装置设计[D]. 林贵.南京理工大学 2014
[5]高速冲击挤进问题的动力学建模与瞬态有限元分析[D]. 肖攀.南京理工大学 2003
本文编号：2984146
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１模拟动态弹丸挤进过程机电实验装置??国外的ＪｅｆｆＳｉｅｗｅｒｔ采用截断身管的方式，如图１．２所示
；??资导杆??图１．１模拟动态弹丸挤进过程机电实验装置??国外的ＪｅｆｆＳｉｅｗｅｒｔ采用截断身管的方式，如图１．２所示。在ｌＯＯｍｍ／ｓ速度下利用??液压机准静态挤进Ｍ８０弹，分别以原身管、２．５°坡膛角身管、改变膛线尺寸身管等为??研究对象，得出以下结论：（１）阳线宽度的增加会提高１５％至２０％的的膛压；（２）增??加弹丸自由行程或减小坡膛角均会降低膛压的峰值；（３）坡膛角的增大略减小了挤进??阻力；（４）润滑会降低挤进时期的阻力；（５）弹丸的结构以及它对应的弹性模量决定??了挤进阻力的大小??關Ｉ??图１．２准静态挤进装置??４??
软回收弹丸的方法，对射击弹丸进行了刻槽的测量和分析。比较不同装药下，弹丸回??收的情况Ｊｏｓｅｐｈ?Ｓｏｕｔｈ等采用速率控制法准静态挤进、改变装药量实弹射击软回??收两种方式，图１．３为其实验枪管和推弹杆实物照片。试验研究了?Ｍ８５５弹挤进前后??的参数变化规律和不同速率下挤进阻力的变化规律，发现：（１）在速率３３ｍｍ／ｓ－３５５ｍｍ／ｓ??的变化范围内，挤进阻力最大值随之减小，但作者认为在这个范围内还不能说明实弹??射击阻力变化规律；（２）弹丸准静态挤进后直径变小，缩小范围在０．０１ｍｍ至０．０３＿??之间；（３）质量缺失忽略不计。（４）减装药射击直径的改变规律与准静态挤进一致［２１】。??ＳｃｈｕｐｆｅｒＭ．针对铜弹带不能满足现代大口径火炮高负荷的要求，使用实弹射击的方法??验证了镍以及碳纤维复合材料等新材料代替铜弹带的可能性??图１．３准静态实验中的枪管与推弹杆??在实验研宂领域中，国内目前均是采用截断身管的方式，准静态挤进弹丸，但速??度最多只能达到５０ｍｍ／ｓ；而国外准静态挤进速度达到３５０ｍｍ／ｓ。国外５．５６ｍｍ枪弹的??挤进阻力曲线如图１．４所示，挤进阻力的峰值为２．５ＫＮ。值得思考的是，准静态挤进??和动态挤进是否存在机理的不一样，挤进阻力的差异化是否很大，目前真正意义上动??态挤进实验研宄还是处于空白阶段。??３．０????２．５?飞???：［??＼Ｊ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大口径防爆弹弹带挤进过程仿真与分析[J]. 李阳,卜雄洙,徐淼淼,关振华. 兵器装备工程学报. 2017(01)
[2]大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析[J]. 许耀峰,丁宏民,徐坚,宁变芳. 兵工学报. 2016(11)
[3]某大口径火炮弹带热力耦合挤进动力学数值模拟研究[J]. 李淼,钱林方,孙河洋. 兵工学报. 2016(10)
[4]弹带宽度对弹丸挤进过程的影响分析[J]. 曹学龙,秦俊奇,狄长春. 火炮发射与控制学报. 2016(03)
[5]某车载炮上架刚度对弹丸起始扰动的影响[J]. 刘成柱,顾克秋,张鑫磊. 兵器装备工程学报. 2016(06)
[6]基于弹性力学的枪弹拔弹力的理论计算[J]. 钱俊松,刘彬,韩银泉. 兵工自动化. 2016(02)
[7]坡膛结构参数对枪械内弹道挤进时期的影响研究[J]. 陆野,周克栋,赫雷,李峻松,黄雪鹰. 兵工学报. 2015(07)
[8]弹丸高速挤进过程动态试验设计与分析[J]. 陈龙淼,林贵,李淼. 南京理工大学学报. 2015(02)
[9]基于ABAQUS弹丸挤进坡膛过程的有限元分析[J]. 李强,吴宝双,申玉波,李昭. 机械设计. 2015(04)
[10]基于ANSYS/LS-DYNA的弹带挤进过程仿真[J]. 马帅,张相炎,游修东. 机械制造与自动化. 2014(05)
硕士论文
[1]弹丸挤进过程研究[D]. 蒋泽一.中北大学 2014
[2]高速冲击挤进问题的瞬态有限元分析[D]. 李宣荣.西安工业大学 2014
[3]弹带挤进及火炮内膛损伤的数值模拟研究[D]. 顾玮.南京航空航天大学 2014
[4]弹带高速挤进膛线过程的模拟实验装置设计[D]. 林贵.南京理工大学 2014
[5]高速冲击挤进问题的动力学建模与瞬态有限元分析[D]. 肖攀.南京理工大学 2003
本文编号：2984146
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