火炮發(fā)射過程中身管的振動是個復(fù)雜的過程，彈丸與身管、高低機齒輪嚙合等間隙對身管振動有著很大影響，同時身管內(nèi)膛承受高溫高壓氣體作用，使身管受熱膨脹、產(chǎn)生靜力彎曲、改變彈炮間隙等結(jié)果，也對火炮的射擊精度產(chǎn)生較大的影響。本文針對以上情況對影響射擊精度的因素進行研究。 （1）以多體動力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合發(fā)射動力學(xué)采用ADAMS軟件與Workbench的聯(lián)合仿真對火炮身管在發(fā)射過程中的動力學(xué)特性進行分析，考慮高低機齒輪嚙合間隙、彈炮耦合間隙、身管襯瓦配合間隙的綜合影響，分析多因素耦合作用對身管振動的影響。 （2）火炮發(fā)射過程中身管內(nèi)膛產(chǎn)生熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流三種傳熱情況，受熱情況復(fù)雜。本文只考慮火藥燃氣對身管的熱對流作用，對身管受熱狀態(tài)進行分析，建立身管熱分析有限元模型，得到身管的內(nèi)外壁溫度分布、溫度曲線和溫度場三維分布等結(jié)果，為下一步的研究打下基礎(chǔ)。 （3）采用熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)相結(jié)合的分析方法，對身管受熱狀態(tài)下的靜力學(xué)問題進行分析，分為均勻受熱和不均勻受熱兩種狀態(tài)，并結(jié)合熱輻射和熱傳導(dǎo)中兩種典型工況，通過Workbench軟件進行熱—結(jié)構(gòu)耦合場分析，得到身管受熱彎曲有關(guān)結(jié)果，結(jié)果表明當(dāng)身管連續(xù)發(fā)射一段時間后，身管受熱和截面產(chǎn)生溫差時都會產(chǎn)生較大的靜力彎曲。 （4）為了進一步研究身管受熱對射擊精度的影響，采用身管彈炮耦合模型，運用熱力學(xué)和動力學(xué)，分析身管模態(tài)并考慮不同溫度場身管受熱，得到身管受熱振動的曲線。通過對比曲線，表明身管溫度增高的狀態(tài)下彈炮振動波動變大，而且更加頻繁。 本文研究內(nèi)容能夠為身管振動和受熱身管靜力彎曲等研究提供參考，為受熱身管的動力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)，對于研究火炮的射擊精度有很好的理論和實際意義。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TJ301
【部分圖文】：

圖 2.1 火炮發(fā)射時起落部分的受力分析圖中： 為火炮高低射角；ptF 為炮膛合力，作用在炮膛軸線上； mgh為后坐部分重力，作用在后坐部分質(zhì)心上；RF 為后坐阻力；T1F 、T2F 為搖架導(dǎo)軌摩擦力；N1F 、N2F為搖架導(dǎo)軌提供的法向反力；N3F 為齒輪嚙合法向接觸力；f3F 齒輪嚙合摩擦力；eL 為后坐部分質(zhì)心到身管軸線的距離。2.1.1 炮膛合力火炮發(fā)射時，身管內(nèi)膛中的火藥燃燒產(chǎn)生的火藥燃氣作用在身管內(nèi)壁上，方向向后的作用力稱為炮膛合力，使后坐部分向后運動。由內(nèi)彈道學(xué)知識可知，火藥燃氣作用是一個瞬時過程，少則幾個毫秒多則十幾個毫秒，但是對火炮炮身的作用很復(fù)雜。為了便于分析，將火藥氣體對炮身的作用分為啟動時期、彈丸在膛內(nèi)運動時期和火藥氣體后效

圖 2.2 火藥氣體平均壓力隨時變化曲線計算置主要包括駐退機和復(fù)進機，主要控制火炮射擊時的受力高了火炮射擊的穩(wěn)定性。方程為FFFFmgsin RZfh 機力；機力；裝置摩擦力；

圖 2.3 Workbench 生成 mnf 的模塊3、導(dǎo)出 mnf 文件。即在經(jīng)典 ANSYS 中選擇 solution，expect to ADAMS,在 workb中 units 設(shè)置 mm 為單位后，不必再對經(jīng)典 ANSYS 中 mnf 文件的單位進行修改，選擇出后在經(jīng)典 ANSYS 中生成如圖的剛體文件圖 2.4 膛線身管有限元網(wǎng)格模型
【參考文獻】

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本文編號：2879626