模块装药条件下双弹带弹丸挤进膛线的瞬态力学机理研究

基本信息
批准号:11572158
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:杨国来
学科分类:
依托单位:南京理工大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:袁人枢,堵平,孙全兆,李志旭,于情波
关键词:
瞬态力学一体化数值模拟双弹带弹丸模块装药挤进阻力
结项摘要

For purpose of avoiding the traditional instantaneity assumption about engraving of the rotating band and the appoach that initial interior ballistics computation and finite elements analysis are dividually conducted, a method that incorporates the intgrated numerical simulation with the experimental test for engraving process is proposed in this project, which can be applied to discover the transient mechanics mechanism of the projectile with double rotating bands engraving into the rifling of large calibre gun under circumstances of modular charge, and to break through the conundrum of the integrated design of projectile, gun, and charge, which is difficult to be solved by use of traditional design theory. The model of initial interior ballistics will be constructed by taking structure and combustion of modular charge, ignition and flame-spreading into account. In light of structural characteristics of projectile with double rotating bands and rifling of large calibre gun, the nonlinear structural dynamics model will be built for the engraving process with consideration of the constitutive relation of rotating band material subjected to high strain rate and damage accumulation. To achieve the integrated numerical simulation of engraving process, the principle of incorporating the initial interior ballistics code into software of finite elements analysis will be explored, and combined with the experimental measurement of engraving process through launch trials, the mechanism of deformation and friction, the forming process of groove and the engraving resistance under different modular charge zones will be figured out, and then effectes of parameters of projectile, gun, and charge on the engraving resistance will be examined. This project will be carried out for further development of the engraving mechanics, and will provide theoretical support for transient mechanics design of weapon, which will be of great significance for academic research and military application.

为摆脱传统的弹带瞬时挤进假设理论和挤进过程初始内弹道与有限元分析相分离的方法,提出一种弹丸挤进过程一体化数值模拟与实验测试相结合的方法,揭示模块装药条件下双弹带弹丸挤进大口径火炮膛线的瞬态力学机理,有望从根源上解决传统理论难以处理的弹炮药一体化设计难题。考虑模块装药的结构特点和燃烧规律,建立计及点传火过程的初始内弹道模型;针对双弹带弹丸和大口径火炮膛线的结构特点,考虑高应变率及损伤失效的弹带材料本构关系,建立弹丸挤进膛线的非线性结构动力学模型;研究初始内弹道程序嵌入有限元分析软件的原理,实现挤进过程数值模拟一体化,结合发射条件下挤进过程的实验测试研究,揭示不同模块装药号条件下弹带的变形和摩擦机理、弹带刻槽的形成过程和挤进阻力规律,研究弹炮药参数对挤进阻力的影响规律。本项目的实施将促进弹丸挤进力学理论的进一步发展,为武器瞬态力学设计提供重要的理论支撑,具有重要的理论意义和军事应用价值。

项目摘要

为摆脱传统的弹带瞬时挤进假设理论和挤进过程初始内弹道与有限元分析相分离的方法,提出了一种弹丸挤进过程一体化数值模拟与实验测试相结合的方法,揭示了模块装药条件下双弹带弹丸挤进大口径火炮膛线的瞬态力学机理,为弹炮药一体化设计提供了重要的理论基础。考虑模块装药的结构特点和燃烧规律,建立了一种计及点传火过程的初始内弹道模型;针对双弹带弹丸和大口径火炮膛线的结构特点,考虑高应变率及损伤失效的弹带材料本构关系,建立了弹丸挤进膛线的非线性结构动力学模型;提出了初始内弹道程序与有限元分析软件的融合原理,实现了挤进过程数值模拟一体化,结合发射条件下挤进过程的实验测试研究,揭示了不同模块装药号条件下弹带的变形和摩擦机理、弹带刻槽的形成过程和挤进阻力规律,掌握了弹炮药参数对挤进阻力的影响规律。本项目成果有效促进了弹丸挤进力学理论的进一步发展,为武器瞬态力学设计提供了重要的理论支撑,具有重要的理论意义和军事应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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