气囊式子母弹抛撒过程数值模拟

发布时间：2025-01-01 08:57

　　气囊式子母弹抛撒方式具有结构紧凑、子弹承受过载较低,易于获得可控的抛撒速度和子弹散布半径的优点,是一种有广泛应用前景的抛撒方式。本文所研究为从点火药点火至气囊与子弹分离的气囊式子母弹抛撒整个过程,所做的主要工作有： (1)编制了基于经典内弹道理论的内弹道程序,计算得到了抛放弹内的压力变化以及火药燃气流量变化,并将压力计算结果与试验数据做了比较,验证了压力计算数据的准确性,把压力计算结果作为子母弹抛撒计算章节的输入载荷； (2)使用任意拉格朗日-欧拉和控制容积方法仿真计算了气囊充气自由膨胀过程,得到了气囊内部的流场、压力以及气囊容积、高度等数据,并且将任意拉格朗日-欧拉方法计算结果和控制容积方法做了对比,通过对比得出在自由膨胀状态下任意拉格朗日-欧拉方法气囊膨胀状态比较符合实际的物理过程,而且能获得气囊内部的流场、压力变化等数据,优于控制容积法； (3)用任意拉格朗日-欧拉方法和控制容积方法仿真计算了气囊式子母弹抛撒过程,得到了子弹的抛撒速度、加速度、行程以及气囊内部的压力、流场和气囊容积、高度等数据。将子弹抛速、加速度、行程等数据与试验结果进行了对比,得到计算抛速和行程与试验...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 气囊研究现状
    1.2 子母弹抛撒研究现状及进展
    1.3 本文的选题意义
    1.4 本文解决的主要问题及所作的主要工作
2. 子母弹燃烧室内弹道过程数值模拟与试验研究
    2.1 燃烧室半密闭定容燃烧模型
        2.1.1 基本假设
        2.1.2 内弹道各时期的划分
        2.1.3 内弹道过程控制方程
        2.1.4 已知条件
    2.2 计算结果
        2.2.1 火药燃烧规律曲线
        2.2.2 抛放弹内压力计算结果
        2.2.3 子弹飞行速度变化
    2.3 气囊式子母弹抛撒过程试验研究
        2.3.1 子弹的抛撒速度测量
        2.3.2 子弹的抛撒加速度测量
        2.3.3 抛放弹内压力测量
        2.3.4 试验场地
        2.3.5 测试结果
    2.4 小结
3. 气囊膨胀数理模型
    3.1 控制容积方法简介
        3.1.1 CV法囊内控制方程
        3.1.2 CV法气囊接触碰撞运动方程
    3.2 任意拉格朗日-欧拉方法简介
        3.2.1 欧拉、拉格朗日及ALE方法的区别
        3.2.2 ALE法控制方程
    3.3 LS-DYNA软件接触算法
        3.3.1 LS-DYNA软件中接触碰撞的计算方法
        3.3.2 接触碰撞的有限元实现过程
        3.3.3 LS-DYNA程序中基本接触类型
    3.4 有限元软件简介
        3.4.1 ANSYS软件简介
        3.4.2 LS-DYNA软件简介
        3.4.3 LS-PREPOST软件简介
4. 气囊静态充气过程数值模拟
    4.1 气囊有限元模型的建立
        4.1.1 单位制换算
        4.1.2 ANSYS/LS-DYNA有限元分析步骤
        4.1.3 控制容积法模型建立
        4.1.4 任意朗格朗日-欧拉法模型
    4.2 计算结果及分析
        4.2.1 控制容积法计算结果
        4.2.2 ALE法计算结果
    4.3 ALE法和CV法计算结果对比及分析
        4.3.1 气囊内部压力变化对比
        4.3.2 气囊膨胀高度变化
        4.3.3 气囊膨胀过程外形变化
    4.4 小结
5. 气囊式子母弹抛撒过程数值模拟及分析
    5.1 气囊式子母弹抛撒模型
    5.2 气囊式子母弹抛撒过程CV法模型设置
        5.2.1 CV法关键字设置
        5.2.2 CV法计算结果
    5.3 气囊式子母弹抛撒过程ALE法模型设置
        5.3.1 ALE法关键字设置
        5.3.2 ALE法计算结果
    5.4 ALE法和CV法计算结果与试验对比
        5.4.1 子弹的抛撒速度
        5.4.2 子弹的抛撒加速度
        5.4.3 子弹的飞行行程曲线
        5.4.4 气囊膨胀髙度变化
        5.4.5 弹箍变形、断裂图
        5.4.6 气囊外形变化
        5.4.7 气囊内部压力变化
    5.5 本章小结
6. 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：4022351