弹带挤进膛线过程试验与仿真

选用膛线起始部径向磨损量作为衡量身管使用寿命的判别参数,并通过试验数据进行了验证。以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,在MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验。模拟高温、高压和高速下弹带与膛线之间的磨损过程,测定不同滑动速度、接触压力和温度下PCr Ni Mo钢的磨损规律。采用经典内弹道公式计算滑动速度。建立弹带挤进膛线过程的有限元模型,选取膛线起始部不同部位的关键分析点,仿真其接触应力变化规律。在获取滑动速度和接触应力的基础上,生成膛线起始部各分析点的磨损速率和单发磨损量,为进一步预测身管寿命奠定良好的基础。     

某埋头式弹丸动态冲击挤进特性的研究

为研究埋头式弹丸动态冲击挤进过程中弹带在坡膛处产生的高应变率塑性变形及断裂失效问题,考虑到埋头式弹药二次点火和火药程序燃烧的特殊性,将试验测得的弹底压力及弹丸一次上膛速度作为数值仿真模型的初始边界条件,建立了基于身管及埋头式弹丸结构特性、材料大变形和损伤效应等因素的三维有限元模型. 基于LS-DYNA软件,采用显式数值计算方法,对埋头式榴弹动态冲击挤进过程进行了研究,获得了弹丸冲击挤进阻力的变化规律,并分析了弹带表面刻槽的成形过程及应力应变特征. 结果表明:当埋头式榴弹的紫铜弹带冲击挤入坡膛时,经历了从弹性变形到塑性变形,并最终断裂失效的过程. 当弹带完全挤入身管全深膛线,整个动态冲击挤进过程结束,弹带表面形成了较深的刻槽,并与身管膛线紧密贴合,其间冲击挤进阻力呈现出强烈的非线性变化.      

火炮内膛涂油弹炮接触熔化热流体模型与分析

该文就火炮内膛涂油条件下,弹丸在膛内高速运动中的弹炮接触熔化进行了分析,建立了涂油条件下的弹炮接触熔化热流体模型,进行了数值计算,计算了弹带熔化速度和厚度及其对弹丸摩擦系数的影响,结果与实验值吻合较好.计算结果表明:在弹丸滑动速度到达一定数值后,首发涂油时的摩擦系数与无油时一致.但在此之前,即弹丸运动初期的一段距离上,摩擦阻力大于后续各发,这是造成首发炮弹初速偏大,射程偏远的一个因素.该文所得结果可应用于内弹道计算,从而为认识弹丸在膛内强制滑动下的接触摩擦及其弹丸运动中的阻力机制,弄清炮膛涂油对弹丸初速的影响提供了理论依据.     

高射速自动机身管热容量及热应力分析

针对高射速自动机在连续射击条件下,身管承受高频、高温及高压冲击作用的特点,采用传热学理论与有限元方法相结合方法,建立了高射速自动机身管热结构耦合分析模型.选取不同管径比的身管为实例,对自动机以高射速连续射击条件下身管的热容量和热应力情况进行了仿真,得出了管壁温度和热应力随连续射弹数的变化趋势及热应力在管壁内的分布规律,在考虑膛压和温度场共同作用下,进一步分析了热应力的存在对不同管径比身管强度安全性的影响.该文分析方法和仿真结果对小口径高射速自动机身管的设计具有一定的参考价值.     

超高速弹丸电磁发射动力学

为了研究超高速弹丸(hyper velocity projectile,HVP)在电磁炮中发射时的弹炮刚柔耦合问题,建立身管刚柔耦合模型,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞模型,并在Adams中对刚性、柔性两种身管下的弹丸膛内运动进行仿真,获得超高速弹丸膛内运动基本特性。通过对比仿真结果得到考虑弹炮刚柔耦合作用时弹丸的横向角速度变化情况,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞力变化情况。结果表明:为获得相对准确的系统运动规律,在研究电磁炮发射动力学时需充分考虑弹炮刚柔耦合作用对系统动态响应的影响。     

线膛复合身管无座力炮动态应变分析和测试

针对线膛复合身管无座力炮,利用有限元软件LS-DYNA对弹带挤进、内压载荷下的身管变形进行数值仿真,对比身管的动态测试数据,其误差范围可以满足性能设计要求。同时,发现线膛复合身管无坐力炮在射击过程中,弹带挤进造成的身管变形占主要部分;内压载荷下金属内衬阴线处局部应变大于阳线处,但弹带挤入膛线时与此有所不同,挤入引起的膛线根部阳线应变大于阴线应变。     

活动支座摩擦力对连续梁桥抗震性能的影响

为揭示连续桥梁支座摩擦作用在地震波作用下的响应规律,采用动态时程分析法,以预应力混凝土现浇连续箱梁桥为背景,建立三种工况的有限元模型,借助ANSYS有限元软件分析了El-Centro波、天津波对支座、桩径、初始刚度等多种工况下的减震率影响的变化规律,得出了对于连续桥梁设置活动支座有利于桥梁抗震,认为在桥梁抗震中由固定墩单独抗震设计是偏于安全的.研究表明,对于连续桥梁在进行抗震设计时应考虑活动支座的摩擦作用,最佳摩擦系数的确定应考虑到桥梁结构刚度、模型简化体系的影响.     

闸片摩擦块排列方式对高速列车制动盘磨损深度的影响

制动盘的摩擦磨损是高速列车盘式制动工作失效的重要原因,且摩擦块的排列方式是影响制动盘最大磨损深度的重要因素。为研究摩擦块排列方式对制动盘最大磨损深度的影响,考虑摩擦温度、接触应力和相对滑移速度在制动过程发生变化,基于Archard磨损模型进行修正,利用Ansys有限元仿真软件,建立制动盘-闸片三维瞬态模型,采用列车在通过42号道岔紧急制动时的工况,仿真计算了不同摩擦块排列方式下制动盘摩擦面的最大磨损深度值。分析了最大接触应力,提出了“应力磨损因子”参数,用来表征应力对最大磨损深度的影响。提取了径向节点磨损深度,分析了摩擦表面的磨损形貌,给出了摩擦块不同排列方式对制动盘磨损深度的影响规律。该研究为改善制动盘磨损提供理论依据和新的思路,为今后铁路制动系统闸片结构的设计提供了借鉴。     

弹丸膛内受热及其采用主动冷却技术的影响

该文通过对弹丸不同部位受热方式进行分析，建立了弹丸滞留预热身管中受热的组合模型，模拟了某大口径火炮在不同环境温度下，通过连续射击达到最大加热工况时，弹丸滞留身管的温度响应过程并预测了其安全停留时间，所得结果与试验实测数据吻合较好。在此基础上，就采用身管主动冷却技术对弹丸膛内安全停留产生的影响进行了探讨，结果表明：主动冷却技术可以有效地解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。     

基于有限元的某型坦克炮身管模态分析

现代坦克炮往往通过增大膛压和加长身管来提高弹丸的初速和火炮的威力,但这些措施也使得坦克炮身管动力学性态发生变化,使其射击密集度超出可控的范围。因此,掌握坦克炮身管的振动特性并使其固有振动频率合理分布是坦克炮发射动力学研究的重要内容之一。本文在分析坦克炮身管振动对射击密集度的影响的基础上,建立了某型坦克炮身管的有限元分析模型,通过仿真计算得到了振动模态参数,验证了身管设计的合理性,为坦克炮身管的动力响应分析和进一步的结构优化设计提供理论参考依据。     

热冲击下火炮身管材料径向温度演变分析

交变高温冲击条件下身管材料的径向温度变化过程直接影响到武器系统的性能发挥.以片状身管材料为研究对象,选取合适变量,采用高温热源循环加热的实验方法,通过热成像设备观测火炮身管材料径向温度的演变过程,辅以有限元温度场仿真对比验证实验结果,从而得出不同射速和不同环境温度及风速影响下身管温度场的分布规律,为分析和预测火炮身管寿...     

多锥构型摩擦元件带排扭矩影响因素分析

为了降低变速装置的带排扭矩功率损失,以典型三锥摩擦副为研究对象,考虑表面张力和表面构型的影响,建立多锥构型摩擦元件带排转矩分析模型,通过数值方法讨论了变速装置中润滑油黏度、分离间隙、润滑油流量、多锥摩擦元件构型参数等对带排扭矩的影响.研究结果表明随着相对转速的增大,带排扭矩先增大后减小,带排扭矩存在最大值.润滑油的黏温特性、润滑油流量、分离间隙、摩擦元件锥角对带排扭矩的影响较大.设计不等锥角构型可以降低多锥构型的带排扭矩.      

双螺杆挤出机双通道机筒的热力耦合有限元分析

建立了双螺杆挤出机轴向加热双通道机筒的有限元模型,分别对试压工况、正常工况和极限工况等条件下,双通道机筒的温度分布、应力分布和变形进行了有限元分析。本算例3种工况的热力耦合载荷作用下的有限元分析结果表明,轴向加热双通道机筒的设计合理,能够满足强度和加热需要。对机筒进行的有限元分析,不仅对机筒结构的强度进行了校核,也对加热通道的优化设计有所帮助。     

离合器压盘温度场与应力场分析及改进研究

针对离合器接合过程中,压盘滑摩温度过高发生的烧蚀、热变形现象,利用abaqus仿真软件建立了三维有限元分析模型,结合压盘的实际工作状况采用直接耦合法进行热结构耦合仿真。得到了压盘的温度场与应力场,并研究了滑摩转速、压力和压盘厚度对压盘温度场及应力场的影响,同时针对翘曲变形,通过在滑摩面增加内锥度对压盘结构进行了优化。结果表明：高转速差会增大压盘滑摩温度与应力,压盘摩擦接触区域向内径移动,翘曲变形更加严重;压力的增大同样会增大滑摩温度与应力,但对摩擦接触的影响较小;压盘厚度增大能增加压盘的热容量,同时也会使温度与应力更加集中;增加压盘内锥度能显著改善压盘滑摩面的温度与应力分布,最高值分别下降了11.8%、5.4%,摩擦副有效接触面积增加,提高了离合器的工作性能与稳定性。     

旋转控制头动密封结构设计及密封特性分析

依据煤层气钻井工况,对旋转控制头动密封结构进行了设计.通过简化密封结构建立分析模型,应用有限元分析软件（ABAQUS）对其接触压力、摩擦扭矩进行了数值模拟研究.在此基础上进行了密封件磨损分析及规律研究,通过磨损试验验证了研究结果的正确性,并将具有该结构的旋转控制头应用于现场,结果表明所设计动密封结构合理,能够有效减少非...     

湿式C/C制动材料的摩擦特性及其数值模拟

利用多元耦合场CVI工艺将炭毡增密至1.58 g/cm3,再进行树脂浸渍/炭化增密至1.85 g/cm3制备C/C复合材料。测试由其制成的摩擦实验环的湿式摩擦磨损性能,并利用软件建立的有限元模型对2 500 r/min及1.5 MPa时摩擦实验环的温度场分布进行模拟。结果表明:该湿式摩擦材料的摩擦因数在0.07~0.13间波动,当初始转速恒定时,摩擦因数随刹车压力的增大而减小;当刹车压力恒定时,摩擦因数先增大后减小。建立了C/C复合材料湿式制动过程模型,通过模拟获得了制动盘的各个部位温度场在本模拟研究中呈岛形分布,最高温度出现在0.875 s,这为制动材料的设计提供了参考。     

镐型截齿割岩过程的温度场模拟

通过截齿磨损与齿尖锥角的关系以提高其工作可靠性和寿命,利用ABAQUS软件建立截齿割岩的三维有限元模型,对其过程进行热力耦合分析,探究其温度分布和变化规律。结果表明：截齿锥角对温度的影响不显著,高温区分布影响显著。在锥角小于崩落角范围内,随着齿尖锥角的增大,刀尖点稳定温度略有降低,而高温区域增多面积增大且位置下移。滚筒转速对温度影响显著,且随着滚筒转速的增大刀尖点稳定温度呈增大的变化规律,截齿合金头温度分布与应力分布基本一致．均呈月牙形。该研究为深入理解截齿的磨损机理提供了泰者。     

油基泥浆中P110套管磨损机理和耐磨性能

固井后的技术套管与旋转的钻杆接头在一定正压力下接触导致不同程度的磨损,磨损后套管抗挤毁和抗内压强度降低,威胁油气井的安全。为计算井下套管磨损深度和磨损套管的剩余强度,确定减少套管磨损的有效措施,在油基泥浆中进行了P110套管的磨损实验,测量了不同磨损时间、转速和正压力下套管的磨损效率和摩擦系数。通过套管磨损表面形貌分析,确定了套管磨损机理。油基泥浆中P110套管的磨损效率和正压力和转速成正比,磨损效率在2~4×10-131/Pa之间。各转速下套管表面的磨损机理基本相同,黏着磨损、犁沟和疲劳磨损同时发生。正压力对套管表面磨损机理的影响有较大,低接触力下套管表面磨粒和犁沟磨损同时存在,高正压力下主要发生黏着和犁沟磨损。不同转速和正压力作用下,P110套管主要发生了黏着磨损,采用基于粘着磨损机理的磨损效率模型预测井下套管的磨损程度是可行的。     

应县木塔斗栱竖向受力性能精细化有限元模拟

山西应县木塔是我国现存最高和最古老的古代木结构建筑。木塔在建造时未曾使用过任何金属连接件,而是通过斗栱和榫卯连接各梁柱构件。木塔在遭受近千年的地震、强风以及人为破坏等作用后,依然屹立不倒,主要是斗栱和榫卯节点起着关键的作用。为了对应县木塔进行安全评估,本文对木塔斗栱的竖向受力性能进行了有限元分析。基于节点的真实构造、木材复杂本构关系模型和各构件间摩擦接触关系模型,建立了木塔典型斗栱节点的精细化有限元模型,并对其在竖向荷载下的受力性能进行了模拟分析。