检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2017年第2期37卷 221-228页

作者：胡胜海张满慧富威刘秀莲哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对火炮立楔式炮闩抽筒系统中的卡壳和构件动态断裂等抽筒故障,以动力学理论为基础,将其转化为系统动态特性的定量研究。分析了抽筒系统的工作机理并建立了连续接触动力学模型,定量地推导出药筒及系统内接触构件的运动规律和碰撞载荷... 详细信息

针对火炮立楔式炮闩抽筒系统中的卡壳和构件动态断裂等抽筒故障,以动力学理论为基础,将其转化为系统动态特性的定量研究。分析了抽筒系统的工作机理并建立了连续接触动力学模型,定量地推导出药筒及系统内接触构件的运动规律和碰撞载荷。建立了杠杆式抽筒子在抽筒过程中的弹性波动模型,采用该模型能够定量地得出抽筒子的动应力分布和力学参数的影响。进行了理想抽筒工况下理论模型的数值计算和实体模型的仿真模拟,同组比较结果验证了定量分析模型的合理性。所建模型可为解决抽筒故障提供理论依据,也可为抽筒系统的动力学和结构优化设计作铺垫。

关键词：动态特性非线性动力学连续接触弹性波动抽筒系统

来源：评论

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火炮抽筒系统接触碰撞动态特性与结构优化研究

火炮抽筒系统接触碰撞动态特性与结构优化研究

引用

作者：陈茜哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在自动、半自动火炮射击过程中,负责完成抽出药筒任务的是炮闩装置中的抽筒系统。由部队训练和对越自卫反击战中的统计数据以及现有文献归纳可知,抽筒系统故障主要有两个方面:一是在抽筒过程中,药筒在抽筒力(抽筒系统产生)和抽筒阻力(... 详细信息

在自动、半自动火炮射击过程中,负责完成抽出药筒任务的是炮闩装置中的抽筒系统。由部队训练和对越自卫反击战中的统计数据以及现有文献归纳可知,抽筒系统故障主要有两个方面:一是在抽筒过程中,药筒在抽筒力(抽筒系统产生)和抽筒阻力(弹道膛压产生)的综合作用下被“拉断”,无法完全顺利抽出;二是抽筒系统功能部件发生塑性变形甚至动态断裂,导致抽筒失效。这将导致自动火炮停止工作,影响其战斗力的充分发挥。针对上述火炮抽筒系统存在的药筒卡壳、构件塑性变形甚至断裂等问题,本文以立楔式炮闩的抽筒系统为研究对象,基于动力学理论和虚拟样机技术,对抽筒过程的接触碰撞动态特性进行了研究,并进行了抽筒系统关键部件—抽筒子的结构优化设计。首先,建立了中小口径火炮立楔式炮闩抽筒系统的三维模型,分析了抽筒过程的工作机理;运用静态弹塑性理论和非线性有限元技术对抽筒过程进行了理论分析,得出药筒不会被“拉断”的临界膛压值,并确定了恰当的抽筒时机;根据残余膛压和药筒的指定运动获得了抽筒阻力的变化规律,得出了抽筒系统动态响应的工作阻力。其次,为实现药筒指定运动下的顺利抽筒,建立了抽筒系统的连续接触动力学模型;推导出了系统各构件所需的运动,得出了系统内碰撞力和抽筒力的变化规律,为研究构件的结构强度提供较为真实的冲击载荷。再次,建立了抽筒系统的关键部件—抽筒子的平板含孔结构的弹性波动方程,并采用时域有限差分方法对所建方程进行数值计算;推导出抽筒子在抽筒过程的动应力分布、应力集中区域;并定性地研究各个介质力学参数(弹性模量、泊松比和密度)以及撞击速度的变化对动应力幅值和波动的影响。最后,对抽筒子进行了动态有限元分析,获得了抽筒过程中抽筒子的等效应力分布,结合理论计算结果,进一步确定了抽筒子的应力集中区域;对抽筒子进行了拓扑优化设计,获得了材料的最优分布,在此基础上对抽筒子进行了重新设计,并对改进后结构进行了有限元分析,分析结果验证了优化后的抽筒子结构具有更好的力学性能,为解决抽筒故障提供了合理且有效的途径。本文为解决抽筒故障问题提供了理论依据,并为研究抽筒系统的动力学优化、动态强度设计等做铺垫。

关键词：抽筒系统抽筒时机接触碰撞弹性波动动应力拓扑优化

来源：评论

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火炮开闩方向改变时的有关力学问题研究

火炮开闩方向改变时的有关力学问题研究

引用

作者：廖辉中北大学

学位级别：硕士

大多数传统立楔式炮闩采用的是向下开闩的设计，闩体相对于炮尾向下方运动，因此必须预留一定空间供炮闩运动。当把该结构运用到舰炮上时，根据任务要求，由于要在炮尾下方布置自动供输弹系统和俯仰系统，向下运动的炮闩可能会与这些系... 详细信息

大多数传统立楔式炮闩采用的是向下开闩的设计，闩体相对于炮尾向下方运动，因此必须预留一定空间供炮闩运动。当把该结构运用到舰炮上时，根据任务要求，由于要在炮尾下方布置自动供输弹系统和俯仰系统，向下运动的炮闩可能会与这些系统产生冲突，不利于实现大仰角、紧凑结构的设计要求。为了满足舰炮系统的结构要求，最简便的方案是将向下开闩的炮尾结构整体翻转，让闩体向上开启，避免对炮尾下方结构产生影响。然而改变开闩方向后，火炮的开闩和抽壳特性会产生一系列未知的改变。本课题研究的目的在于分析大口径火炮开闩方向改变后，与开闩、抽筒过程相关运动规律的改变情况。得到的结果将为火炮设计时选取开闩方向提供一定的参考，也有助于类似结构的设计工作。本研究针对大口径舰炮，从理论计算、多刚动力学仿真、有限元仿真三个角度进行研究。首先利用弹塑性理论和有限元方法计算出火炮的抽筒阻力，再在三维软件Pro/E中建立火炮后坐部分的模型，将建立好的模型导入多刚体动力学软件ADAMS中，通过合理简化、添加运动副、添加接触等方法建立火炮复进过程的虚拟样机，并对比分析不同开闩方向的火炮复进抽筒相关特性，最后利用有限元软件ABAQUS计算两种开闩方向时的炮尾部件（开闩板、凸轮、关闩杠杆、曲臂、抽筒子等）的应力，得到不同开闩方向的火炮构件的力学特性。多刚体动力学的分析结果表明，火炮采用上开闩设计后，相对于下开闩模型的最大抽筒速度下降了约1.4%，最大开闩速度下降了约3.4%，但关闩到位速度却有比较大幅度的提高。利用有限元方法得出火炮的开闩板、凸轮、曲臂、曲臂轴的应力在向上开闩时会比向下开闩有所增加，幅度约在10%到20%之间，而抽筒子、支筒、关闩杠杆构件在采用向上开闩方式时应力则会下降，降幅在10%左右。研究的相关结果表明，改变开闩方向后，火炮力学特性会发生小幅度的变化，但是变化程度都在可接受的范围内。不论采取向上或向下的开闩结构，都可以保证火炮开闩抽筒结构的可靠性。

关键词：炮闩抽筒系统多刚体动力学有限元分析

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