基于不同土体的牵引火炮动态应力分析

应用结构动力学有限元法研究轻型牵引火炮发射时支撑土体的特性对炮架部件动态应力的影响.首先研究了某轻型牵引火炮发射时全炮复杂结构系统的动态非线性有限元建模,重点研究了火炮各部件之间的连接关系建模和火炮结构与土体相互作用的集中参数力学模型.然后利用所建立的系统动态有限元模型进行隐式时间积分求解,获得了该牵引火炮置于不同特性土体发射时主要部件的动态应力响应.通过对模拟结果的比较和分析,揭示了牵引火炮发射时炮架动态应力响应峰值与支撑土体刚度之间存在与直观认识不一致的关系,即火炮置于较软土体上发射时架体动态应力峰值高于火炮置于刚硬基础上发射时的应力峰值.     

炮尾炮闩机构装配体有限元分析

火炮构件有限元分析的传统方法是对单件进行建模分析 ,不能准确地对炮尾炮闩多零件装配体力学行为进行模拟。该文针对火炮炮尾炮闩机构提出了对其进行装配体有限元分析的方法和建模原理。利用接触元、间隙元和弹簧元等特殊单元 ,对某大口径火炮的炮尾 -闩体 -曲臂机构进行了闭锁状态下装配体有限元建模和分析。为火炮炮尾炮闩设计提供了一个更有效实用的结构校核手段     

船载火炮发射时船体的有限元分析

地面火炮在远洋地拖网渔船上发射时对发射平台产生复杂的冲击效应,分析研究船体在火炮发时的应和具有非常重要的,该文依据有限元方法的基本理论,建立了地面火包在渔船上发射时船体的有限元模型,并对多种射击工况进行了仿真计算,得到了不同工况下体最大应力的位置及其应力值,为使用远洋拖网渔船载火炮并在航渡中发挥火力的战方安节参考依据。     

导引头天线在高过载环境下的动态响应分析

目的 研究末制导炮制导引头天线在高过载环境下的结构动态响应。方法 针对末制导弹采用火炮发射的内弹道段短时高过载的载荷环境特点,通过理论分析与实验研究相结合,对结构的模态,阻尼特性进行了分析,并对其在高过载环境下的动态响应进行了分析。结果与结论 分析表明导引头天线结构的动态应力和位移满足强度要求和使用条件,为结构设计提供了依据,同时,研究方法也适用于未制导炮制其它结构的分析。     

复合材料身管三维瞬态热结构耦合分析

该文针对火炮发射时高温高压火药气体瞬态冲击作用对复合材料身管的影响,进行复合材料身管三维瞬态热结构耦合分析.基于有限元分析方法(FEM),建立了复合材料身管三维有限元模型;采用直接耦合法进行求解,获得复合材料身管在发射条件下温度场和身管动态应力的变化规律.分析结果表明:高温高压的火药气体引起较大的瞬间热应力,这种瞬间热冲击对身管金属内衬的强度影响很大.     

弹丸发射内弹道方程嵌入LS-DYNA数值模拟研究

为更好地分析弹丸发射内弹道过程,通过对LS-DYNA进行二次开发,将弹丸发射经典内弹道模型及火药气体状态方程引入有限元计算,并采用Lagrange方法对某弹丸发射内弹道全过程进行了数值仿真,成功模拟了火炮发射时火药燃烧推进弹丸运动的力学过程. 仿真结果表明：数值模拟获得的弹丸速度、弹后气体压力、弹丸过载曲线与经典内弹道计算结果一致性很好,同时数值模拟解决了经典内弹道无法获得弹丸具体受力情况和动态下的强度等问题.     

牵引榴弹炮整体有限元分析

该文在对牵引榴弹炮实际结构进行合理简化的基础上,运用有限元方法建立牵引榴弹炮整体三维有限元分析模型,全面分析了静态射击时考虑质量惯性力作用的最大工况下牵引榴弹炮整体结构应力、应变水平,及确定危险部位,计算出该火炮身管和弹性大架结构固有频率和振型。分析应用表明：该模型可有效地对牵引榴弹炮进行整体强度分析、刚度分析和动特性计算,为牵引榴弹炮的设计、动力学分析、产品定型及型号研究提供可靠的理论依据。     

一种自动迫击炮发射动力学的仿真

该文研究某自动迫击炮发射时的动力学仿真问题。在分析该火炮发射特点的基础上，把火炮系统简化成3个刚体和一个弹性体组成的多体系统，建立了相应的动力学模型。重点考虑后坐部分变质量、多体动力学方程与内弹道方程的耦合等因素。通过数值仿真计算，获得了火炮连发时的运动受力规律，对该类系统的结构设计和实际使用均有参考价值。     

发射载荷作用下火炮座圈动态响应研究

为了研究火炮射击时座圈的动态响应,充分考虑了构件之间特别是滚子与座圈内外滚道的接触碰撞关系,建立了某火炮上装部分的非线性有限元动力学模型。基于传统理论对座圈进行了静力分析。将有限元静力分析结果与赫兹理论计算结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。采用动态隐式积分算法对发射载荷作用下座圈的动态接触问题进行分析,获得了座圈的接触力和接触应力的变化规律,并将结果与传统理论的静力分析结果进行了比较。结果表明有限元动力分析获得的座圈最大接触力和接触应力比传统理论的计算结果分别大约30%和45%,传统理论在座圈受力分析中具有一定的局限性,有限元动力分析结果更符合实际情况。     

短管炮模块装药两相流内弹道模拟

大口径火炮模块发射装药通常由多个模块组成,流场结构复杂。该文对燃烧场进行分区模化,并在此基础上给出两相流内弹道理论模型和计算步骤,编制程序对短管试验炮膛内发射过程进行了数值模拟。结果表明,膛内的压力、压差及弹丸速度等参量的理论计算结果与实验吻合得较好,模拟结果有较高的置信度。该模型和计算程序可用于模块装药结构火炮内弹道模拟、装药设计和安全性能分析     

考虑土壤特性的车载榴弹炮射击稳定性研究

为了预测车载榴弹炮在不同条件下的射击稳定性，需要建立火炮发射时的动力学模型。根据车载榴弹炮的具体特点，利用虚拟样机软件ADAMS构建了某车载榴弹炮多体系统动力学模型，给出了考虑液压油可压缩性的液压刚度计算方法，建立了考虑液压座板和液压驻锄结构形式和土壤特性的接触动力学模型，为改善数值计算的奇异性，引入了一种近似的摩擦力连续函数，模拟了不同土壤特性对车载榴弹炮射击稳定性的影响。     

曲线后坐火炮后坐阻力规律的分析与研究

曲线后坐技术是用于保持轻型火炮射击稳定状态的重要技术手段之一，研究在采用曲线后坐技术的同时，后坐阻力规律对火炮射击稳定性的影响，直接关系到曲线后坐火炮设计的好坏。该文分析了曲线后坐火炮射击稳定性的影响因素，研究了后坐阻力规律的变化对火炮射击稳定性的影响和基于火炮动力学分析的优化后坐阻力规律，作为实例，分析了某曲线后坐模拟实验炮的射击稳定性情况，并给出优化的后坐阻力规律。     

地壳演化和变形的非线性动力学:1模型和数值模拟方法

综合考虑多因素和多过程间的耦合与反馈作用,建立了地壳演化与变形的综合的非线性动力学模型.通过建立岩石结构动力学将变形与岩性耦合起来;采用递增应力流变学方法将弹性、塑性、断裂变形结合并与流体和化学耦合起来.采用有限元和改进的Lagrangian方法求解动力学方程组,编写了模拟程序.应用该模型和程序可对不同尺度区域的地壳演化和变形的动力学过程进行1-3维数值模拟,并可应用于很多相关领域的研究.     

某轻型车载火炮架体在后坐阻力作用下的响应分析

为校核车栽火炮的结构稳定性,该文以某轻型车载火炮的后坐阻力计算结果为结构的动态载荷.用有限单元法分析了架体结构在极限射角状态的模态,再用模态叠加法分析了结构动态响应.结果显示架体动态响应最大应力为620 MPa,最大位移为6.2 mm,能够满足使用的刚强度要求,表明架体结构整体设计是合理的,这些为结构的设计提供了理论依据.     

牵引火炮稳态转向特性研究

对牵引火炮列车转向行驶中的稳态转向特性进行了分析和研究,建立了牵引火炮列车稳态转向的力学模型,到了表征列车转向稳定性的数学表达式,提出了对列车稳态转向特性的评价方法,认为列车的稳态转向特性是由主车稳定性因数K1决定的,只有当K1＞0时,列车才能实现稳态转向。火炮质量m2及火炮与牵引车之间的牵引距离L对K1有一定影响,在牵引火炮设计时要协调m2与L,以保证K1＞0。     

高炮炮箱瞬态弹塑性有限元分析

该文以弹塑性理论和瞬态非线性有限元法为基础,综合运用DYTRAN瞬态非线性有限元分析及其它CAD／CAE软件,对某高炮炮箱进行了接触和强冲击发射载荷条件下瞬态弹性有限元建模与分析,得到并分析了该炮箱应力集中部位应力和塑性应变的空间分布和时间响应规律,揭示了该炮箱在发射过程中失效断裂的原因。     

3-RPS并联机器人刚柔耦合动力学分析

主要探讨了并联机器人刚柔耦合系统的动力学仿真分析方法,通过有限元软件与多体系统动力学软件相结合,建立了3-RPS并联机器人的多体系统动力学模型.借助刚体和柔体相结合的分析方法,分析了并联机器人的力学特性,获得了机器人在带载运动过程中机械手末端的位移变化和误差曲线,以及机器人各支链连杆的危险部位和应力变化曲线.采用刚柔耦合相结合的分析方法,更加直观、准确地模拟了机器人的实际工作状况,提高了对于在动载作用下零件动态响应分析的准确性,为并联机器人的结构设计与优化提供了重要的理论依据.     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.