基于有限元仿真的火炮身管外表面缺陷分析

研究了火炮身管外表面的一种失效形式——压坑对身管寿命的影响。探索出一种估算压坑中最大应力强度的方法:定义了压坑应力集中系数,通过MSC.PATRAN建立了压坑模型,利用MSC.NASTRAN及一元线形回归分析了身管外表面压坑的应力分布,实现了多种形状参数的无量纲化,并通过三元线性回归拟合了计算公式,修正了已有标准的欠缺。     

方坯连铸流动传热的三维耦合数值仿真

在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确.应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号ROKOP方坯连铸机(150×150mm2)连铸过程中拉坯方向上一定区域内的流动与传热现象分别进行了数值仿真,计算结果对比分析得出,在仿真运算所选取的钢液对流较强的计算域内,三维耦合模型能更为准确地预测出铸坯的温度场.另外,通过两种数学模型对铸机整个冶金长度范围内的凝固过程进行了复合数值模拟并设计出了相应的二冷方案.连铸机的生产实践表明,二冷设计方案非常合理,连铸过程的数值仿真结果具有较好的可靠性和实用性.     

管型SOFC内部传热传质的数值仿真

基于质量、动量和能量平衡并耦合流体流动、热量产生和传递以及电化学知识建立了管型固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用质量、动量、能量和组分守恒方程描述电池内的流动、传热传质等物理过程,并对电池内部的温度、气体流速及浓度分布情况进行了数值模拟。结果表明：SOFC空气流道中的气体温度和电池的总体温度沿气流方向逐渐升高;燃料和氧化剂气体的浓度则沿气流方向降低。另外,空气流速也会对电池的工作温度产生影响,流速越快,带走的热量就越多,电池的总体温度就越低越均衡。     

冲压增程弹补燃室绝热层传热数值与试验研究

三元乙丙橡胶(EPDM)是一种烧蚀型碳化复合材料,通常用作发动机内绝热层.故对三元乙丙橡胶的传热性能进行了理论研究与试验验证.通过建立补燃室内三维流场模型与绝热层二维传热模型.对补燃室内伴随有化学反应的流场用计算流体软件FLUENT进行了仿真计算,仿真结果作为EPDM绝热层传热计算的热载荷,利用有限元软件ANSYS对EPDM绝热层传热过程进行了模拟.通过冲压地面联管试验对补燃室内绝热层传热烧蚀进行了试验研究.绝热层传热计算结果与联管实验结果基本一致,仿真计算结果可以在一定程度上给出绝热层背面的温升趋势.     

装甲车辆传动装置综合传热建模与仿真研究

以装甲车辆传动装置的传热仿真为研究对象,提出了综合考虑摩擦产热、传热及传动油流动的传动装置综合传热仿真模型,实现了传动装置固体部件传热网络与传动油和冷却空气流动网络的耦合求解,确定了传热仿真流程。对某型车辆传动装置的传热进行了仿真,得到了产热量和传热量的分配关系、传动装置零部件的温度以及传动油的流动等信息,预测了传动装置中高温易于失效的危险部件,分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。仿真结果与试验值符合较好,说明了该方法的正确性和有效性。     

基于子结构法的某多管火箭炮频率特性分析

根据虚功原理,推导了子结构方法的动力学模型。采用实体单元建立了某多管火箭炮的子结构模型。计算了某多管火箭炮在不同俯仰角和装弹数量情况下的固有振动频率,得到了低阶固有频率与俯仰角的关系及低阶固有频率与火箭弹数量的关系。结果表明采用该方法计算频率,能减小计算模型,缩短计算时间。     

机枪系统建模与动态特性仿真研究

介绍了实体有限元模型建立的一般过程，以某型机枪为例建立了其发射状态下人-抢-土壤耦合系统有限元模型，分析了其固有特性，并求解其在连发状态下的动力响应，所得结论与实验结果相吻合，验证了有限元模型的正确性。同时，通过模态分析，找出了对武器射击精度影响比较大的结构单元，为结构动力修改、提高武器射击精度奠定了理论基础。     

烧蚀材料的近程高速弹头热应力数值仿真研究

以碳化复合材料作为烧蚀涂层的近程高速弹头为研究对象,采用差分离散方法计算烧蚀涂层的各层温度,编制程序得到铝合金壁面温度.与无涂层的铝合金弹头壁温相比,壁面温度与温度场的不均匀性显著降低.然后,采用有限元软件Patran/Nastran对无涂层的钛合金弹头与有涂层铝合金弹头比较,在考虑经济条件与弹体质量情况下,后者更合理.     

某突击步枪自动机数值仿真研究

枪械自动机是枪械主要组成部分,其动力学特性分析是自动机设计的关键技术。将Solidworks和ADAMS软件联合构建一个虚拟样机平台,建立了某突击步枪自动机多体动力学仿真模型,进行了数值仿真分析,仿真分析的结果与实验结果相比吻合很好,表明了该平台的正确性。构建的平台与方法可以得到自动机中任意构件的运动学和动力学特性,大大缩短了枪械设计周期并提高了设计准确性,为枪械自动机设计提供了定量依据,为枪械的研制提供了新的分析方法。     

一种适用于系统仿真的文氏管动态模型

当前用于系统仿真的文氏管模型过于简单,而考虑两相流的CFD模型却难以集成到发动机系统仿真中,通过综合采用数值计算、实验验证、系统辨识的方法,建立了一种适用于系统仿真的4阶文氏管动态模型。计算表明：即使在汽蚀状态下,文氏管也可能出现3.3%的流量波动,而不是所谓的恒定流量源。因此,该模型将有利于提高发动机系统仿真的可靠性。

Abstract：

The models of venturi used in system simulation are always too simple to reflect the real flow process,but the CFD models are too complex to be enclosed into the propulsion system in spite of its accuracy.A 4th order dynamic model of venturi which is applicable to system simulation is brought forward through numerical simulations,experiments and system identifications.Result shows that there is a 3.3% flow fluctuation even under cavitation circumstance,other than constant flow rate.This model is helpful to improve the fidelity of propulsion system simulation.     

梯形载荷下圆筒内粒子系统运动的数值仿真

活塞在梯形载荷的作用下,对圆筒内由大量钢球粒子组成的粒子系统产生挤压。粒子-粒子、粒子-边界间频繁的发生接触和分离,甚至每一次接触中,也会发生依附和滑动之间的过渡。为了数值仿真这个过程,首先采用快速接触识别算法,找到每一时间步内粒子系统中所有接触粒子对,然后建立了接触粒子对的接触模型。通过跟踪系统中的所有粒子的运动和受力情况,获得了整个粒子系统运动的数值仿真结果。仿真结果表明,在不同的载荷时整个粒子系统存在各自的暂时稳定状态,和实际情况相符,说明了接触模型的正确性。     

喷孔前置式膨胀波枪炮发射过程数值仿真与分析

喷孔前置式膨胀渡枪炮是一种结合了喷气反推式低后坐力枪炮和膨胀波火炮性能优点的新型低后坐力武器.提出了其发射过程的四阶段物理模型,运用准一维准两相流理论建立了其内弹道过程的动力学模型,针对其特殊的减后坐组件结构提出了身管--反作用导气管双流场耦合计算的边界务件和计算方法,以14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪为例进行了数值仿真,并将仿真结果与普通14.5mm机枪的内弹道过程进行了对比.结果表明,在结构参数匹配合理的情况下14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪能在不减小弹丸初速的前提下减少40.56%的后坐动量.     

舰炮发射与飞行动力学仿真研究

以发射动力学，多体系统传递矩阵法及弹道学理论为基础，建立了舰炮刚弹耦合的发射动力学模型；应用蒙特卡洛方法，编制了舰炮随机发射与飞行动力学仿真程序。进行了舰炮模态试验，试验结果验证了仿真结果的正确性。分析了影响舰炮射击密集度的因素，并提出了改善舰炮射击密集度的措施，对舰炮设计具有指导意义．     

高炮DIS系统中视景技术研究

分析了图形软件支撑环境及各类模型三维建模的建模方法,建立了三维主仿真演示系统结构模型,并以高炮防空仿真为例对其视景演示系统进行讨论。     

三维视景下战车炮控系统仿真技术研究

在简要介绍了战车炮控系统工作过程及其特点的基础上,阐述了该系统在三维视景下稳定工作过程和瞄准工作过程仿真的基本方法,并以某型坦克装备的炮控系统为例,给出了瞄准过程的数学模型,推导了相关模型的差分方程形式,并讨论了参数选择和计算步长的选取问题。仿真实验结果证明,该基本技术与方法不仅工程实践上可行,同时可以极大地增强三维视景下的真实感。     

车载火炮系统动力学仿真

主要对履带车辆在粗糙地面行驶时车载火炮系统的振动问题进行了动力学建模与仿真,主要有:通过基于三角函数相位的随机抽样法建立双侧不平地面模型、建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型。本文的分析方法将履带车辆的振动对火炮运动的影响体现出来,更加全面和客观的反映了履带车辆行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的模拟结果进行分析,能够定量的得到各参数变化对车载火炮系统在行进间振动与射击的影响程度,这对于车载火炮系统的设计与优化有着积极的作用     

Bouc-Wen滞回系统动力学特性的仿真研究

Bouc-Wen滞回模型包含了非线性阻尼和非线性刚度，对各种光滑的滞回曲线都能较好的近似描述，在工程中得到了广泛应用。在不同参数下，Bouc-Wen滞回模型使系统具有软或硬式响应特性，导致系统有非线性振动特性。本文利用数值仿真技术，研究了不同参数下单自由度Bouc-Wen滞回系统稳态振动最大振幅与频率之间的关系，并分析了Bouc-Wen滞回参数对滞回振动系统的分叉与混沌的影响，发现一些新的现象。     

舰炮随动负载仿真系统设计及关键技术研究

简述了舰炮随动负载仿真系统在武器系统设计定型试验中的主要用途,介绍了基于双联液压马达的负载仿真系统设计、系统组成及工作原理,分析了海浪冲击对舰炮随动系统的影响,建立了海浪冲击的仿真模型,重点分析研究了液压马达的选型、力矩/压力双反馈控制、无级变速比模拟系统设计等关键技术,给出了有效的解决方法.     

火炮总体仿真系统概述

概述了在火炮研制中应用仿真技术的重要性,建立了火炮系统仿真模型并简述了各仿真模块的功能。