引信在發(fā)射時所受的后坐與離心雙環(huán)境力的模擬是指能夠既能模擬發(fā)射時后坐力又能同時模擬離心力。上述兩種發(fā)射環(huán)境力的模擬對引信有著十分重大影響。也是引信實驗室動態(tài)模擬技術(shù)的關(guān)鍵所在,對于引信的研制和生產(chǎn)來說能起到著巨大的作用與促進。在回顧前人研究成果以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對引信發(fā)射雙環(huán)境力模擬裝置提出了一種新的方法與探索。本文主要的研究內(nèi)容如下:裝置選用方案的確定與設計:同時參考了,多級感應式線圈炮直接法模擬引信后坐力以及常見的旋轉(zhuǎn)管模擬引信離心旋轉(zhuǎn)環(huán)境力的方法,綜合設計了一套引信后坐力與離心力模擬裝置,對于該系統(tǒng)的電磁驅(qū)動的原理進行分析與改進。該裝置的原理是,首先通過多級磁阻式線圈發(fā)射系統(tǒng)給彈丸驅(qū)動,通過直接法模擬引信的發(fā)射后坐力的同時彈丸飛入旋轉(zhuǎn)管系統(tǒng),利用動能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的碰撞使其停止在旋轉(zhuǎn)管內(nèi),最后通過電機給予彈丸加載離心環(huán)境力。實現(xiàn)引信發(fā)射后坐力與離心力的雙模擬的目的。對于該裝置的兩個分級系統(tǒng)分別進行了仿真分析:通過MAXWELL進行瞬態(tài)電磁場、電路耦合分析,對于四級磁阻式線圈發(fā)射系統(tǒng)的電磁推力模擬引信膛內(nèi)實際受力來直接模擬引信的后坐力的方法進行了仿真驗證;又利用ANSYS/LSDYNA對于旋轉(zhuǎn)管系統(tǒng)內(nèi)的彈丸、泡沫鋁緩沖塊、黃銅材料的動量轉(zhuǎn)換塊之間的碰撞進行數(shù)值模擬與分析,碰撞完成后可以給予旋轉(zhuǎn)管隨時間變化的角速度載荷輸入,仿真旋轉(zhuǎn)管系統(tǒng)模擬發(fā)射離心力環(huán)境的動態(tài)響應。
【學位單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TJ430
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 引信發(fā)射后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境的特點與應用
        1.2.1 引信發(fā)射后坐環(huán)境
        1.2.2 引信發(fā)射旋轉(zhuǎn)環(huán)境
    1.3 引信后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬技術(shù)的研究概況
        1.3.1 國內(nèi)引信后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外引信后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 引信發(fā)射雙環(huán)境力模擬的發(fā)展趨勢
    1.4 本文的主要工作及研究內(nèi)容
2.電磁驅(qū)動原理模擬后坐力的方案設計
    2.1 直接法模擬引信后坐力的要求
    2.2 線圈炮的發(fā)射原理
        2.2.1 同步感應式線圈炮發(fā)射原理
        2.2.2 磁阻式線圈炮的發(fā)射原理
    2.3 多級磁阻式線圈炮模擬引信后坐力的結(jié)構(gòu)設計
    2.4 仿真與結(jié)果分析
        2.4.1 仿真模型的建立
        2.4.2 仿真的結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
3.基于電磁驅(qū)動的引信發(fā)射后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境系統(tǒng)設計
    3.1 引信發(fā)射后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬方案的確定
    3.2 引信發(fā)射后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬系統(tǒng)設計目標
    3.3 引信發(fā)射后坐與旋轉(zhuǎn)雙環(huán)境模擬系統(tǒng)設計與分析計算
        3.3.1 彈丸與引信
        3.3.2 發(fā)射后坐模擬裝置
        3.3.3 離心旋轉(zhuǎn)裝置
    3.4 本章小結(jié)
4.電磁發(fā)射系統(tǒng)后坐力仿真分析
    4.1 磁阻式線圈發(fā)射問題分析
    4.2 電磁場數(shù)值分析軟件的選擇
    4.3 單級磁阻式線圈發(fā)射的電磁力仿真
        4.3.1 單級磁阻式線圈發(fā)射電磁力靜態(tài)仿真
        4.3.2 單級磁阻式線圈發(fā)射電磁力瞬態(tài)仿真
    4.4 單級磁阻式線圈電磁推力的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        4.4.1 線圈尺寸對磁阻式線圈發(fā)射器的影響
        4.4.2 線圈匝數(shù)對電磁推力的影響
        4.4.3 彈丸長度與線圈長度比值大小對電磁推力的影響
        4.4.4 電容電壓與電容大小對電磁推力的影響
        4.4.5 彈丸與線圈之間氣隙大小對電磁推力的影響
    4.5 模擬引信后坐力的發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進
        4.5.1 常規(guī)四級磁阻線圈發(fā)射系統(tǒng)的仿真分析
        4.5.2 模擬引信后坐力用的發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整
    4.6 改進后的發(fā)射系統(tǒng)模擬引信后坐力的仿真
        4.6.1 改進后的發(fā)射系統(tǒng)的 2D瞬態(tài)仿真
        4.6.2 榴-5 引信的 3D瞬態(tài)模擬仿真分析
    4.7 本章小結(jié)
5.旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的仿真分析
    5.1 數(shù)值計算模型
        5.1.1 選定并統(tǒng)一單位制
        5.1.2 有限元模型的建立
        5.1.3 材料模型及參數(shù)
        5.1.4 接觸選用
        5.1.5 邊界約束
        5.1.6 沙漏控制
        5.1.7 負體積
    5.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
6.結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間所取得的研究成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2881656