复合结构炮口制退器研究

发布时间：2023-02-05 19:42

　　炮口制退器是身管的重要组成部分,主要作用是减小火炮的后坐动能。但是炮口制退器不仅会对身管产生一个力的作用,还会影响炮口扰动。本文利用钛合金材料和炮钢材料设计出一种复合结构炮口制退器,旨在减轻炮口制退器的质量。再对炮口制退器进行瞬态动载荷和瞬态温度场作用下的强度分析,为复合结构炮口制退器的结构合理性提供理论验证。首先,采用Creo软件建立带冲击-反作用式炮口制退器的三维模型,用ICEM软件对炮口流场划分结构网格,由Fluent计算出炮口流场。最终得出炮口流场的压力场和温度场,数值模拟的炮口制退器效率为41.6%,比实验值高0.6%,结果在误差允许的范围内。其次,提取炮口流场的瞬态动载荷,基于Ansys Workbench软件平台利用流固耦合方式对全炮钢炮口制退器和复合结构炮口制退器进行强度分析,得出炮口制退器应力较大的位置主要分布在前挡板,变形最大的地方在制退器的最前端。根据全炮钢炮口制退器的强度分析结果,设计了材料为钛合金和炮钢的复合结构炮口制退器,它的质量仅仅是全炮钢炮口制退器的0.75倍。再次,提取炮口流场的瞬态温度场,基于Ansys Workbench软件平台对全炮钢和复合结构炮...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 炮口制退器国内外发展概述
    1.3 钛合金国内外发展现状
    1.4 本文主要工作
2 炮口流场数值模拟
    2.1 炮口制退器概述
    2.2 炮口流场综述
        2.2.1 无炮口装置的炮口流场综述
        2.2.2 带炮口装置的炮口流场综述
    2.3 计算流体力学
        2.3.1 基本方程组
        2.3.2 湍流模型
    2.4 无制退器的炮口流场模拟
        2.4.1 问题描述
        2.4.2 建模与网格划分
        2.4.3 求解过程
        2.4.4 结算结果分析
    2.5 有制退器的炮口流场模拟
        2.5.1 几何建模
        2.5.2 网格划分
        2.5.3 求解过程
        2.5.4 计算结果分析
        2.5.5 炮口制退器效率计算
    2.6 本章小结
3 复合结构炮口制退器结构强度分析
    3.1 概述
    3.2 流固耦合理论及方法
        3.2.1 流固耦合理论
        3.2.2 流固耦合数据传递方式
    3.3 瞬态动力学分析理论
        3.3.1 直接积分法
        3.3.2 振型叠加法
    3.4 全炮钢炮口制退器分析
        3.4.1 三维模型建模
        3.4.2 网格划分
        3.4.3 瞬态动载荷分析过程
        3.4.4 计算结果及分析
        3.4.5 模态分析
    3.5 复合结构炮口制退器分析
        3.5.1 复合炮口制退器设计
        3.5.2 复合方式及工艺
        3.5.3 求解过程
        3.5.4 结果分析
    3.6 两种类型炮口制退器对比分析
    3.7 本章小结
4 复合结构炮口制退器热分析
    4.1 概述
    4.2 热分析理论及方法
        4.2.1 传热学的研究方法
        4.2.2 温度场
    4.3 热应力分析
    4.4 全炮钢炮口制退器热分析
        4.4.1 热传递分析
        4.4.2 热应力分析
    4.5 复合结构炮口制退器热分析
        4.5.1 热传递分析
        4.5.2 热应力分析
    4.6 本章小结
5 复合结构炮口制退器联合仿真
    5.1 概述
    5.2 全炮钢炮口制退器联合仿真
    5.3 复合结构炮口制退器联合仿真
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3735554