【摘 要】
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以某大口径火炮为研究对象,应用有限元数值仿真技术建立挤进过程弹炮耦合模型,对挤进过程能量转化与耗散规律进行了研究.通过Fortran二次开发结合ABAQUS/Explicit模块,计算得到摩擦耗散功率与塑性变形功率,通过对不同坡膛锥度的挤进模型进行数值仿真,获得耗散功率随坡膛锥度变化的规律,以摩擦耗散功率和塑性变形功率最大值为优化目标,以坡膛锥度为优化变量,采用线性加权法建立坡膛结构评价函数,利用多岛遗传算法求得最优值.通过对比分析对优化结果进行验证,结果表明:优化后的坡膛结构使得挤进过程摩擦耗散功率最大
【机 构】
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南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094;中国船舶重工集团公司第七一三研究所,河南郑州 450015
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以某大口径火炮为研究对象,应用有限元数值仿真技术建立挤进过程弹炮耦合模型,对挤进过程能量转化与耗散规律进行了研究.通过Fortran二次开发结合ABAQUS/Explicit模块,计算得到摩擦耗散功率与塑性变形功率,通过对不同坡膛锥度的挤进模型进行数值仿真,获得耗散功率随坡膛锥度变化的规律,以摩擦耗散功率和塑性变形功率最大值为优化目标,以坡膛锥度为优化变量,采用线性加权法建立坡膛结构评价函数,利用多岛遗传算法求得最优值.通过对比分析对优化结果进行验证,结果表明:优化后的坡膛结构使得挤进过程摩擦耗散功率最大值与塑性变形功率最大值分别减小了6.1％和19.0％.
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火炮射击过程身管内膛在高温、高压以及高速摩擦下发生烧蚀和磨损等现象,当身管烧蚀磨损量达到一定程度,将引起火炮初速、密集度等性能的显著降低,使身管“寿命终了”,火炮失去作战能力,因此研究身管材料烧蚀、磨损性能对理解和延长身管寿命具有重要的意义.通过身管材料烧蚀、磨损性能实验研究,发现在氧丙烷火焰烧蚀过程中,材料表面发生金属氧化和熔融,同时萌生密集的热裂纹并扩展,使得表面产生明显的烧蚀坑.身管材料在不同温度、摩擦速度、压力下的磨损过程中,磨损率随着压力的增大而增大,当摩擦速度小于1 m/s时,材料磨损率随着速
对射频5000发/min的弹鼓系统供弹过程中杆式穿甲弹主要零部件所受冲击力进行了数值计算,求解转动供弹和直线供弹工况下,药筒、弹托和钨芯上观察点的等效应力随时间变化情况.分析了零部件上最大应力峰值出现时刻和对应的安全系数,表明该杆式穿甲弹的结构强度符合现有供弹系统的使用要求,在转动供弹和直线供弹环节中零部件安全系数最低的均为药筒,但钨芯尾部在弹托包覆截面附近有明显的应力集中现象.分析结果为药筒和钨芯的加工检验工作及实弹射击试验提供了重要的理论依据.
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