某软后坐火炮动力学研究

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软后坐火炮利用前冲原理来减小火炮后坐阻力,本文针对软后坐火炮设计两种制退机,一种可调制退机和磁流变制退机。建立可调制退机软后坐火炮运动微分方程,对可调制退机进行流场仿真;对磁流变制退机进行磁场和流场仿真,软后坐运动分析以及火炮发射实验;针对软后坐火炮发射可能导致射击精度变差,分析炮口吸振装置对减小发射时炮口振动的影响。具体工作如下:(1)分析软后坐火炮的运动和受力规律,建立软后坐火炮运动的微分方程,通过Matlab/Simulink仿真计算,得到软后坐火炮的运动循环后坐部分的运动规律。在FLUENT中运用动网格技术,采用匀速运动计算可调制退机液压阻力系数,根据软后坐火炮后坐速度,驱动可调制退机活塞运动得到不同工况下活塞受力规律。(2)利用Maxwell分析磁流变阀在不同电流下磁场变化;对于磁流变阀内磁场分布不同情况,采用UDF程序来对仿真计算使用Herschel-Bulkley粘塑性模型进行定义,解决FLUENT无法直接模拟磁流变液材料特性的变化,得到磁流变制退机在不同电流下的后坐阻力。对磁流变制退机进行软后坐运动仿真,将磁流变制退机安装在火炮进行发射实验,测得炮尾的后坐位移以及活塞杆注油孔的压力。将炮尾位移转化炮尾运动速度,将速度代入FLUENT计算得到磁流变制退机后坐阻力,表明仿真计算可行性。(3)设计炮口吸振装置,分析有无炮口吸振器对软后坐火炮炮口振动的影响,仿真表明采用炮口吸振装置和增加炮尾滑动轨道的情况下,可以有效地减小炮口点的垂向振动幅度。
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