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抽壳模型国内外研究现状

时间:2017-08-12 14:45来源:毕业论文
随着计算技术的发展,计算手段越来越丰富,许多科技工作者开始致力于应用数值计算方法研究抽壳问题[5]。20世纪80年代,原华东工学院硕士研究生刘清林在硕士论文中,对抽壳问题做
随着计算技术的发展,计算手段越来越丰富,许多科技工作者开始致力于应用数值计算方法研究抽壳问题[5]。20世纪80年代,原华东工学院硕士研究生刘清林在硕士论文中,对抽壳问题做了相应研究。对于枪管和弹壳,分别建立了轴对称厚壁锥筒和薄壳与厚板组合体的物理模型,其中变形分析和计算,均基于弹塑性理论,分别采用边界型最小二乘配点法和轴对称弹塑性有限元法;对于弹壳、弹膛的接触,则采用了载荷系数修正法。这些方法,与以往的计算比较,有了较大的创新。但是由于计算时采用的是一维锥壳模型,弹壳厚度的变化及内外锥度未能较好的体现,而且锥壳单元和厚板单元的衔接没能完整实现,参数修正法没考虑贴膛过程,接触载荷对于弹壳和枪管都从开始变形起施加,与实际有较大出入[6]。12363
同期,南京理工大学的吴志林老师在硕士论文中,对抽壳问题的计算模型及求解方法作了进一步的研究。对弹壳和弹膛分别建立了更符合实际物理模型的多锥度筒,考虑了弹壳内外锥度差异以及弹壳和弹膛之间的初始间隙,并采用载荷系数修正法,编制了计算程序,对逐步贴膛过程中的接触力系数进行反复迭代,求出了接触压力及相应的弹壳、弹膛的变形,确定最终间隙并计算出抽壳力。硕士论文枪械发射过程中弹壳动态响应分析限于种种条件,以上计算模型中都没有施加温度场,没有考虑弹壳弹膛的热应力、热变形,这在枪械射频不高,弹膛温度不高的情形下,能够较真实的反映实际情况。但是,对于射频较高的情况,弹壳弹膛温度都比较高,热载荷对弹壳弹膛动态响应的影响是不容忽视的。伴随着计算机软、硬件的发展,出现了一系列的通用、专用有限元程序,这给场量分析带来了便捷。1993年,某重机枪系统在设计定型过程中出现了断壳故障,216厂的陈一中、王昭和208所的吴光宁三位老师,用有限元方法对该问题进行了分析;南京理工大学的李军、万水两位老师对该重机枪的弹壳弹膛热应力建立了相应的有限元模型,针对枪管开深槽和开浅槽的两种情况,分别求解出弹壳的应力分布阅[7]。但是,由于软件平台及其他条件的限制,以上模型假定弹壳和弹膛之间无初始间隙,也不考虑闭锁间隙,这在一定程度上可能会低估弹壳的应力和变形,并且可能掩盖断壳的某些影响因素[8]。 源自六/维"论\文|网.加7位QQ3249"114 www.lwfree.cn
伴随着计算机软硬件的飞速发展,市场上出现了好多有限元计算的软件,其中Ansys又是其中的佼佼者,现在Ansys的版本已经出到14.0了,功能越来越强大。Ansys软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料[9]。
其实铝合金弹弹壳的设计并不是首创,在国外早已有了先例,最早可以追溯到1890年,那时美国就已经开始率先研究铝合金弹弹壳,不久德国、法国、英国和澳大利亚也相继开始研究。但是,由于都没有研制出符合高性能弹壳要求的具有优良强度与韧性综合性能的铝合金,所以射击时发生从弹壳侧壁小孔、裂纹或底火壳周围泄漏发射药气体,造成弹壳严重烧穿破坏。经过差不多一个世纪左右的研究,已经初显成效,走在最前沿的就算美国和法国了。针对铝弹壳和铝弹壳存在的问题,美国主要是深入研究烧穿机制,发展具有优良强度-韧性综合性能的铝合金及其加工工艺,以及在弹壳内放置防烧穿的密封帽。最后研究出具有优良强度与韧性综合性能的Al-Zn-Mg-Cu系铝合金,具有高熔点Al2O3质点弥散分布的粉末冶金高强度铝合金,并采用适当的制造工艺时,就解决了弹壳与弹壳烧穿的问题。在弹壳内放入预成形多硫化物密封帽,即使铝弹壳有机械缺陷,也能防止弹壳烧穿[10]。 抽壳模型国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20170812/12108.html
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