大口径榴弹炮弹带挤进动力学研究
发布时间：2021-06-11 17:06
弹带挤进过程处于火炮膛内射击过程的初始阶段,不但对内弹道循环有显著影响,而且对膛线磨损及身管寿命、射击精度和发射安全性等火炮关键性能也有很大影响。随着现代火炮向高初速、远射程、高射速、高射击精度和高机动性等方向不断发展,目前经典内弹道学和火炮设计理论通常采用的瞬时挤进假设理论越来越难以满足高性能火炮武器系统分析与设计要求,亟需对弹带的动态挤进过程进行深入研究。本文以此为背景,采用真实射击条件下试验和数值模拟相结合的方法,进行大口径榴弹炮弹带挤进动力学研究。通过构建大口径榴弹炮弹带挤进试验系统,进行了真实射击条件下的弹带挤进试验研究。在提出试验目的和总体设计思路的基础上,设计并构建了身管内膛结构和模块装药条件等与大口径榴弹炮相同的短管炮式弹带挤进试验装置,以及弹带结构及惯性属性等与原弹丸一致的试验弹。利用基于压电式传感器的压力测量系统测试短身管火炮挤进过程中的内弹道压力,采用高速数字摄像技术测试弹丸运动参量,组建了试验测试系统。现场试验获得了大口径榴弹炮弹带挤进时期内弹道压力、弹丸运动参量、动态挤进阻力和挤进压力等主要内弹道特征量数据,揭示了真实射击条件下大口径榴弹炮弹带挤进过程中的内弹...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１弹带挤进过程示意图??
２．２．１大口径棺弹炮内膛结构与弹带结构??２．２丄１大曰径幡弹炮内膛结构??大口径檔弹炮内膛包括药室、坡膛和导向部，如图２．２所示。??药室为放置火药装药并保证火药燃烧提供空间，其容积由内弹道设计确定，结构形??式取决于火炮性能、弹药装填方式Ｗ及加工工艺性等。本文大口径楷弹炮的药室结构属??于分装式药室，药室直径为。Ｃ，发射前弹丸与模块装药先后分别装填。??坡膛连接药室和导向部，通过坡膛锥度将药室直径尺寸过渡到导向部膛线的径向尺??寸。弹丸装填到位后，弹带与坡膛紧密接触，确定了弹丸起始位置。坡膛的末端是膛线??全深起点，坡膛角为（＾坡膛的轴向长度为知。??导向部引导弹丸运动，其膛线赋予弹丸一定的旋转速度，使弹丸具有外弹道上飞行??稳定性。图２．３给出了本文所研究大曰径楷弹炮膛线的结构示意图。其中，０为阳线宽??度
本文研究采用的是底凹弹，其弹尾部为船尾形，内侧是有导气孔的底凹结构。为了??更好地密闭膛内火药气体，提供较为稳定的弹丸启动压力和良好的内弹道性能，其采用??带凸台的双弹带结构，且主弹带留有一定弹带强制量。图２．４给出了弹带结构示意图。??图中，王Ｂ为弹带宽；化为主弹带直径，它的数值大于阴线直径〇Ｇ。??＇—?１??－??＇?、广？??—????。／?＼??＂Ｌ＿?—?Ａ??Ｉ?＾???图２．４弹带结构示意图??旋转稳定檔弹的弹带后方还设计有可Ｗ相对弹体转动的塑料闭气环，其作用是辅助??弹带闭气，减少火药燃气泄漏，减轻弹带和膛线的烧蚀等。弹丸在膛内沿膛线运动时，??弹带承受较大导转侧作用力，会产生很大磨损，所Ｗ仅靠弹带难Ｗ完全密闭火药气体。??闭气环可Ｗ相对弹体转动，它承受的导转侧作用力仅用于克服闭气环与弹体的摩擦阻力??矩使其沿膛线转动ｔｌＷ，因此磨损量很小，可Ｗ起到增强闭气的作用。??２．２．２挤进系统结构材料特性??２．２．２．１身管的材料特性??身管是火炮的主要部件之一，在火炮射击时赋予弹丸初速和射向，要求其具有足够??的高温强度、强初性和良好的耐磨损烧蚀性能ＵＷ。本文研究的大口径檔弹炮身管材料??为ＰＣｒＮｉ３ＭｏＶＡ高强度炮钢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究[J]. 刘广生,孙河洋,周伟. 振动与冲击. 2015(13)
[3]基于Johnson-Cook本构模型的弹带挤进过程数值模拟[J]. 王鹏,杨国来,葛建立,孙全兆,梁传建. 弹道学报. 2015(02)
[4]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)
[5]基于有限元与光滑粒子耦合的弹丸挤进过程分析[J]. 马明迪,崔万善,曾志银,宁变芳,鲁玉祥. 振动与冲击. 2015(06)
[6]某制导炮弹二维两相流内弹道性能分析与数值模拟研究[J]. 程诚,张小兵. 兵工学报. 2015(01)
[7]火炮身管阳线损伤机理分析[J]. 曾志银,马明迪,宁变芳,高小科. 兵工学报. 2014(11)
[8]弹带挤进膛线过程试验与仿真[J]. 胡慧斌,陈树肖,曹立军,马吉胜. 科学技术与工程. 2014(31)
[9]狙击步枪弹准静态弹头挤进力研究[J]. 刘国庆,徐诚. 兵工学报. 2014(10)
[10]Dynamic analysis of a guided projectile during engraving process[J]. Tao XUE,Xiao-bing ZHANG,Dong-hua CUI. Defence Technology. 2014(02)
博士论文
[1]模块装药性能研究[D]. 张洪林.南京理工大学 2009
[2]高能发射药的力学性能和刚性模块装药研究[D]. 赵毅.南京理工大学 2004
[3]内膛烧蚀磨损及其对内弹道性能影响的研究[D]. 田桂军.南京理工大学 2003
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]火炮身管烧蚀磨损与寿命问题研究[D]. 欧阳青.南京理工大学 2013
[6]末制导炮弹与火炮身管相互耦合机理及适配性技术[D]. 张振辉.南京理工大学 2013
[7]单一材质匀速运动弹丸挤进特性分析[D]. 杨斌.南京理工大学 2012
[8]弹丸挤进模拟试验系统工作特性分析[D]. 郑庆.南京理工大学 2012
[9]弹丸挤进模拟系统加载机构有关问题研究[D]. 刘志明.南京理工大学 2009
[10]弹丸挤进变形模拟问题研究[D]. 韩文祥.南京理工大学 2009
本文编号：3224940
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１弹带挤进过程示意图??
２．２．１大口径棺弹炮内膛结构与弹带结构??２．２丄１大曰径幡弹炮内膛结构??大口径檔弹炮内膛包括药室、坡膛和导向部，如图２．２所示。??药室为放置火药装药并保证火药燃烧提供空间，其容积由内弹道设计确定，结构形??式取决于火炮性能、弹药装填方式Ｗ及加工工艺性等。本文大口径楷弹炮的药室结构属??于分装式药室，药室直径为。Ｃ，发射前弹丸与模块装药先后分别装填。??坡膛连接药室和导向部，通过坡膛锥度将药室直径尺寸过渡到导向部膛线的径向尺??寸。弹丸装填到位后，弹带与坡膛紧密接触，确定了弹丸起始位置。坡膛的末端是膛线??全深起点，坡膛角为（＾坡膛的轴向长度为知。??导向部引导弹丸运动，其膛线赋予弹丸一定的旋转速度，使弹丸具有外弹道上飞行??稳定性。图２．３给出了本文所研究大曰径楷弹炮膛线的结构示意图。其中，０为阳线宽??度
本文研究采用的是底凹弹，其弹尾部为船尾形，内侧是有导气孔的底凹结构。为了??更好地密闭膛内火药气体，提供较为稳定的弹丸启动压力和良好的内弹道性能，其采用??带凸台的双弹带结构，且主弹带留有一定弹带强制量。图２．４给出了弹带结构示意图。??图中，王Ｂ为弹带宽；化为主弹带直径，它的数值大于阴线直径〇Ｇ。??＇—?１??－??＇?、广？??—????。／?＼??＂Ｌ＿?—?Ａ??Ｉ?＾???图２．４弹带结构示意图??旋转稳定檔弹的弹带后方还设计有可Ｗ相对弹体转动的塑料闭气环，其作用是辅助??弹带闭气，减少火药燃气泄漏，减轻弹带和膛线的烧蚀等。弹丸在膛内沿膛线运动时，??弹带承受较大导转侧作用力，会产生很大磨损，所Ｗ仅靠弹带难Ｗ完全密闭火药气体。??闭气环可Ｗ相对弹体转动，它承受的导转侧作用力仅用于克服闭气环与弹体的摩擦阻力??矩使其沿膛线转动ｔｌＷ，因此磨损量很小，可Ｗ起到增强闭气的作用。??２．２．２挤进系统结构材料特性??２．２．２．１身管的材料特性??身管是火炮的主要部件之一，在火炮射击时赋予弹丸初速和射向，要求其具有足够??的高温强度、强初性和良好的耐磨损烧蚀性能ＵＷ。本文研究的大口径檔弹炮身管材料??为ＰＣｒＮｉ３ＭｏＶＡ高强度炮钢
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究[J]. 刘广生,孙河洋,周伟. 振动与冲击. 2015(13)
[3]基于Johnson-Cook本构模型的弹带挤进过程数值模拟[J]. 王鹏,杨国来,葛建立,孙全兆,梁传建. 弹道学报. 2015(02)
[4]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)
[5]基于有限元与光滑粒子耦合的弹丸挤进过程分析[J]. 马明迪,崔万善,曾志银,宁变芳,鲁玉祥. 振动与冲击. 2015(06)
[6]某制导炮弹二维两相流内弹道性能分析与数值模拟研究[J]. 程诚,张小兵. 兵工学报. 2015(01)
[7]火炮身管阳线损伤机理分析[J]. 曾志银,马明迪,宁变芳,高小科. 兵工学报. 2014(11)
[8]弹带挤进膛线过程试验与仿真[J]. 胡慧斌,陈树肖,曹立军,马吉胜. 科学技术与工程. 2014(31)
[9]狙击步枪弹准静态弹头挤进力研究[J]. 刘国庆,徐诚. 兵工学报. 2014(10)
[10]Dynamic analysis of a guided projectile during engraving process[J]. Tao XUE,Xiao-bing ZHANG,Dong-hua CUI. Defence Technology. 2014(02)
博士论文
[1]模块装药性能研究[D]. 张洪林.南京理工大学 2009
[2]高能发射药的力学性能和刚性模块装药研究[D]. 赵毅.南京理工大学 2004
[3]内膛烧蚀磨损及其对内弹道性能影响的研究[D]. 田桂军.南京理工大学 2003
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]火炮身管烧蚀磨损与寿命问题研究[D]. 欧阳青.南京理工大学 2013
[6]末制导炮弹与火炮身管相互耦合机理及适配性技术[D]. 张振辉.南京理工大学 2013
[7]单一材质匀速运动弹丸挤进特性分析[D]. 杨斌.南京理工大学 2012
[8]弹丸挤进模拟试验系统工作特性分析[D]. 郑庆.南京理工大学 2012
[9]弹丸挤进模拟系统加载机构有关问题研究[D]. 刘志明.南京理工大学 2009
[10]弹丸挤进变形模拟问题研究[D]. 韩文祥.南京理工大学 2009
本文编号：3224940
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