某型抗冲击波特种车身疲劳特性分析及轻量化技术研究

发布时间：2024-06-23 09:23

　　火炮是战争之神,在战场上发挥着无可代替的作用,但即便在科技高度发达的今天,仍然难以在防护性、机动性和火力可持续性方面取得较为全面的性能。在该背景下,将越野车与火炮组合在一起形成车载榴弹炮,在满足火力攻击要求的前提下,尽可能地提高作战机动性,成为了非常务实的选择。车载榴弹炮自诞生之初就受到了广泛的关注,但榴弹炮在发射炮弹过程中产生高温高压的气体,可能会对驾驶室造成冲击损坏,威胁车内的人员安全,因此车载榴弹炮的研发过程中一个关键的问题便是如何将车与炮有机结合到一起。本文以某型车载榴弹炮为研究对象,通过流场数值模拟,计算出炮口冲击波在驾驶室表面形成的超压,并结合瞬态动力学方面的理论知识,仿真计算驾驶室的结构响应。利用疲劳耐久性的理论与分析方法,对驾驶室进行了疲劳特性分析,并对驾驶室进行了轻量化分析研究。论文首先建立了火炮与驾驶室附近的流场模型,对炮口冲击波流场进行了仿真分析,得到了驾驶室表面的超压数据。通过试验对驾驶室的表面超压进行了验证。随后根据流场计算提取出监测表面的平均超压载荷曲线,对驾驶室结构进行瞬态动力学响应分析,并将动力学分析结果作为输入计算冲击波作用下的驾驶室疲劳特性。最后针对...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?初始流场示意图??，，，

压缩周围大气，从而形成炮口初始流场［３７］，其形状随时间而变化。??炮口附近形成初始瓶状激波和初始马赫盘，随着时间的推移，初始冲击波不断向外??传播，瓶状激波区也沿着轴向和径向不断扩大。初始流场如图２．１所示：??ｔＯ始冲击波??Ｘｖ??＼．?Ｖ／?初始马＃盘??初始《状＊波??....

图２．２?初始流场发展过程??弹丸初速越高，初始激波到达炮口时刻越早

压缩周围大气，从而形成炮口初始流场［３７］，其形状随时间而变化。??炮口附近形成初始瓶状激波和初始马赫盘，随着时间的推移，初始冲击波不断向外??传播，瓶状激波区也沿着轴向和径向不断扩大。初始流场如图２．１所示：??ｔＯ始冲击波??Ｘｖ??＼．?Ｖ／?初始马＃盘??初始《状＊波??....

图２．３?炮口制退器图??

相对于不带有炮口制退器的炮口流场而言，带有炮口制退器的炮口流场要复杂得多。??当冲击波经过制退器时，部分气体从其侧孔溢出，溢出的这部分气体会形成独立的气体??流场。带有炮口制退器的炮口流场示意图如图２．４所示，最前端的是冠状冲击波，随后??便是中央弹孔冲击波，还有向外膨胀的侧孔冲....

图２．４?带制退器的炮口流场示意图??

其中，计算流体力学（ＣＦＤ）?涉及计算机科学、流体力学、偏微分方程的??数学理论、数值分析、计算几何等众多领域，具有非常强的理论性和应用性。??利用计算流体力学进行一些数值模拟仿真计算的主要流程如图２．５所示：??｜建立控制方程Ｉ???１?［???确定初始条件及边界条件???Ｙ?....

本文编号：3995309