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弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究
作 者: 李石磊
导 师: 叶迎华
学 校: 南京理工大学
专 业: 军事化学与烟火技术
关键词: 火工技术 弹药 过载特性 试验 数值模拟
分类号: TJ410.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 377次
引 用: 4次
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内容摘要
近年来随着高速侵彻弹和动能弹的发展,弹药技术面临一个亟待解决的问题,即在高过载状态下弹药的安全性和作用可靠性问题。因此,开展弹药的高过载特性研究显得尤为重要。针对上述问题,本文从实弹过载环境分析、过载环境试验模拟、过载环境数值仿真三个方面进行了研究。实弹过载环境分析表明:发射和着靶的过载环境由高频加速度波和低频加速度波叠加而成;发射的最大过载加速度峰值在5万个g左右,着靶的最大加速度值接近十万个g;过载脉宽则与目标特性有关,不同的着靶目标,其过载脉宽也有很大的不同。过载环境试验模拟主要通过研究马歇特锤击试验、落球碰撞试验和HOPKINSON杆应力波加载试验等典型试验方法,来模拟弹药的实际过载环境和过载特性。试验结果表明,Hopkinson压杆应力波加载试验适用于模拟火工品着靶时的过载环境,落球碰撞试验适用于模拟火工品发射时的过载环境。过载环境数值模拟主要应用有限元分析方法和ANSYS/LS-DYNA软件,对落球碰撞试验的过载环境进行模拟仿真,并将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,计算模拟结果与实际试验结果一致性较好,能够为落球碰撞试验装置的优化设计提供参考和依据。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 1 绪论 7-16 1.1 本论文研究的目的和意义 7 1.2 弹药高过载特性的研究现状 7-9 1.2.1 国外研究状况 7-8 1.2.2 国内研究状况 8-9 1.3 弹丸发射和着靶状态受力分析 9-11 1.4 有限元技术的应用及大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA 11-14 1.4.1 有限元分析方法介绍 11-12 1.4.2 大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA 12-14 1.5 本论文的主要研究内容 14-16 2 实弹过载特性研究及数值仿真 16-29 2.1 实弹过载特性分析 16-23 2.1.1 5英寸口径火炮发射过载特性 16-17 2.1.2 高过载弹药着靶过载特性 17-19 2.1.3 小口径炮弹着靶过载特性 19-20 2.1.4 100mm口径弹侵彻混凝土过载特性 20-21 2.1.5 57mm口径弹丸着靶过载特性 21-22 2.1.6 多层混合靶着靶过载特性 22-23 2.1.7 小结 23 2.2 弹丸着靶数值仿真 23-28 2.2.1 刚性弹丸侵彻素混凝土靶有限元仿真 23-26 2.2.2 刚性弹丸侵彻钢靶仿真 26-28 2.3 小结 28-29 3 火工品高过载试验模拟及数值仿真 29-57 3.1 马歇特锤击模拟试验 29-38 3.1.1 马歇特锤击试验装置及原理 29-30 3.1.2 基本试验方法 30-31 3.1.3 马歇特锤击机技术要求 31 3.1.4 试验结果及分析 31-37 3.1.5 小结 37-38 3.1.6 讨论 38 3.2 Hopkinson杆应力波加载模拟试验 38-44 3.2.1 分离式Hopkinson杆(SHPB)试验 38-40 3.2.2 自由式Hopkinson杆(FHPB)试验 40-41 3.2.3 Hopkinson杆应力波加载测试结果 41-42 3.2.4 Hopkinson杆应力波加载数值仿真 42-43 3.2.5 小结 43-44 3.3 落球碰撞模拟试验 44-55 3.3.1 落球碰撞试验原理及装置 44 3.3.2 基本试验方法 44-45 3.3.3 试验结果及分析 45-49 3.3.4 落球碰撞试验数值仿真 49-51 3.3.5 落球碰撞试验装置优化设计 51-55 3.4 火工品高过载模拟试验比较 55-56 3.5 小结 56-57 4 结论 57-59 致谢 59-60 参考文献 60-62
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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 弹药、引信、火工品 > 弹药 > 一般性问题 > 测试技术与设备
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