高过载空气炮系统实验技术研究
发布时间：2021-04-21 13:30
空气炮是一种通用的高过载模拟实验设备。它使用压缩空气代替火药燃烧产生的高压气体来完成对弹丸的加速。空气炮较传统火炮具有安全可靠好,发射稳定性高等特点,能够满足大部分高过载模拟试验的要求,现已成为非常有用和实用的各种高过载试验设备。高过载空气炮的试验原理是通过空气炮来加速测试弹丸到达一定的速度后,通过撞击不同介质的目标,以产生较高的反向加速度,来模拟火炮或导弹发射过程及作用过程中产生的过载,从而在实验室可进行系列的高过载的试验模拟。本文根据所给定的高过载空气炮的技术指标,对高过载空气炮总体方案进行了相应的论证,建立了高过载空气炮的总体方案。然后根据空气炮内弹道模型,计算了弹丸初速为400m/s时所需要的空气炮气室初始压力,气室容积以及发射管长度。同时分别研究了这三个因素对空气炮弹丸初速的影响。接着对整个空气炮的设计方案进行了优化,最终得到了空气炮的优化设计方案。然后对整个高过载空气炮的关键部件进行了相应的计算及强度分析,并研究了一套合理的发射控制系统。最后对高过载空气炮的流场进行了计算。计算主要分为三个部分。第一部分计算了整个空气炮在发射过程中的后坐能量,为空气炮的发射时的安全稳定提供了...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 课题来源及技术指标
1.4 论文主要研究内容
2 空气炮试验系统总体方案
2.1 概述
2.2 系统组成
2.3 空气炮主体总体方案
2.4 本章小结
3 空气炮工作原理及内弹道计算
3.1 空气炮发射原理
3.2 内弹道模型
3.2.1 基本假设
3.2.2 空气炮内弹道方程
3.3 空气炮内弹道初始计算
3.4 空气炮弹丸初速的影响因素分析
3.4.1 影响因素计算模型
3.4.2 影响因素计算分析
3.5 空气炮设计方案优化
3.5.1 优化模型计算分析
3.5.2 单次发射所需气体质量和后效期作用力估算
3.5.3 气室壁厚估算
3.5.4 优化方案与原始方案各项参数对比
3.6 本章小结
4 空气炮关键部件设计研究
4.1 空气炮高压气室
4.1.1 气室设计
4.1.2 气室螺栓设计
4.2 发射管设计
4.3 炮尾强度分析
4.4 发射控制系统设计
4.4.1 发射控制总体方案
4.4.2 发射控制方案计算
4.4.3 发射控制系统关键部件的强度校核
4.5 本章小结
5 空气炮流场计算分析
5.1 空气炮后坐力计算
5.1.1 内弹道时期
5.1.2 后效期时期
5.2 空气炮炮口流场仿真模拟
5.3 空气炮压力损失分析
5.3.1 理论计算
5.3.2 Fluent仿真计算
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体炮发射控制系统设计与分析[J]. 赵俊利,李大勇,王立君,王妍. 中北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]一级气体炮内弹道方程修正及验证[J]. 李锋,拜云山,冯晓伟. 弹道学报. 2016(01)
[3]基于Fluent的气力输送弯管磨损分析[J]. 徐寒冬,田世伟,杨道龙,李林宁. 制造业自动化. 2015(15)
[4]基于空气炮和分离式霍普金森压杆的火工品高加速度力学过载模拟试验等效方法研究[J]. 张蕊,付东晓,都振华,童书辉,杜军,任斌,李芳,刘虎. 含能材料. 2015(02)
[5]基于有限元的炮尾结构优化设计[J]. 付帅,顾克秋,张俊飞. 机械制造与自动化. 2014(03)
[6]大口径矩形弯管气体流场建模与仿真[J]. 王萍,万凯. 天津工业大学学报. 2013(03)
[7]一种气体炮的建模与分析[J]. 赵希欣,高元楼. 液压气动与密封. 2012(10)
[8]高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 兵工学报. 2011(06)
[9]高g值加速度冲击试验技术研究[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 振动与冲击. 2011(04)
[10]一种便携式高g值冲击试验装置的设计[J]. 王超,陈光焱,邓开举. 振动与冲击. 2010(12)
硕士论文
[1]炮射导弹高过载环境模拟试验技术研究[D]. 罗建华.南京理工大学 2013
[2]空气炮测控系统研究[D]. 李宏超.南京理工大学 2013
[3]发射回收一体化空气炮性能研究[D]. 李华伦.南京理工大学 2013
[4]霍普金森压杆过载波形整形及系统分析软件研究[D]. 臧小为.南京理工大学 2010
[5]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[6]炮尾炮闩结构的多目标优化及稳健设计[D]. 赵旅.南京理工大学 2008
本文编号：3151845
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 课题来源及技术指标
1.4 论文主要研究内容
2 空气炮试验系统总体方案
2.1 概述
2.2 系统组成
2.3 空气炮主体总体方案
2.4 本章小结
3 空气炮工作原理及内弹道计算
3.1 空气炮发射原理
3.2 内弹道模型
3.2.1 基本假设
3.2.2 空气炮内弹道方程
3.3 空气炮内弹道初始计算
3.4 空气炮弹丸初速的影响因素分析
3.4.1 影响因素计算模型
3.4.2 影响因素计算分析
3.5 空气炮设计方案优化
3.5.1 优化模型计算分析
3.5.2 单次发射所需气体质量和后效期作用力估算
3.5.3 气室壁厚估算
3.5.4 优化方案与原始方案各项参数对比
3.6 本章小结
4 空气炮关键部件设计研究
4.1 空气炮高压气室
4.1.1 气室设计
4.1.2 气室螺栓设计
4.2 发射管设计
4.3 炮尾强度分析
4.4 发射控制系统设计
4.4.1 发射控制总体方案
4.4.2 发射控制方案计算
4.4.3 发射控制系统关键部件的强度校核
4.5 本章小结
5 空气炮流场计算分析
5.1 空气炮后坐力计算
5.1.1 内弹道时期
5.1.2 后效期时期
5.2 空气炮炮口流场仿真模拟
5.3 空气炮压力损失分析
5.3.1 理论计算
5.3.2 Fluent仿真计算
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文及取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体炮发射控制系统设计与分析[J]. 赵俊利,李大勇,王立君,王妍. 中北大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]一级气体炮内弹道方程修正及验证[J]. 李锋,拜云山,冯晓伟. 弹道学报. 2016(01)
[3]基于Fluent的气力输送弯管磨损分析[J]. 徐寒冬,田世伟,杨道龙,李林宁. 制造业自动化. 2015(15)
[4]基于空气炮和分离式霍普金森压杆的火工品高加速度力学过载模拟试验等效方法研究[J]. 张蕊,付东晓,都振华,童书辉,杜军,任斌,李芳,刘虎. 含能材料. 2015(02)
[5]基于有限元的炮尾结构优化设计[J]. 付帅,顾克秋,张俊飞. 机械制造与自动化. 2014(03)
[6]大口径矩形弯管气体流场建模与仿真[J]. 王萍,万凯. 天津工业大学学报. 2013(03)
[7]一种气体炮的建模与分析[J]. 赵希欣,高元楼. 液压气动与密封. 2012(10)
[8]高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 兵工学报. 2011(06)
[9]高g值加速度冲击试验技术研究[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 振动与冲击. 2011(04)
[10]一种便携式高g值冲击试验装置的设计[J]. 王超,陈光焱,邓开举. 振动与冲击. 2010(12)
硕士论文
[1]炮射导弹高过载环境模拟试验技术研究[D]. 罗建华.南京理工大学 2013
[2]空气炮测控系统研究[D]. 李宏超.南京理工大学 2013
[3]发射回收一体化空气炮性能研究[D]. 李华伦.南京理工大学 2013
[4]霍普金森压杆过载波形整形及系统分析软件研究[D]. 臧小为.南京理工大学 2010
[5]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[6]炮尾炮闩结构的多目标优化及稳健设计[D]. 赵旅.南京理工大学 2008
本文编号：3151845
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