發(fā)布時間：2021-05-15 02:50

　　制退機是火炮反后坐裝置的重要部分,在火炮射擊過程中,它產(chǎn)生一定規(guī)律的阻力用于消耗后坐能量,將后坐運動限制在規(guī)定的長度內(nèi),并控制后坐運動的規(guī)律。制退機性能直接影響著射擊穩(wěn)定性和可靠性。本文基于計算流體動力學,建立了制退機流場非定常條件下粘性、不可壓的三維數(shù)學模型,利用動網(wǎng)格技術和離散相模型,對后坐過程中制退機內(nèi)部湍流流場和流場內(nèi)固體顆粒進行數(shù)值模擬。給出了流場中連續(xù)相的速度、壓力、溫度的分布情況及離散相運動情況,觀察到制退機在后坐過程中各參數(shù)的動態(tài)變化趨勢并對相應時刻流場特點進行了分析,為制退機的設計提供了參考。針對某型火炮制退機節(jié)制環(huán)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象分析其原因,認為節(jié)制環(huán)壁面產(chǎn)生負壓引起空蝕以及混雜的固體雜質造成沖蝕磨損是導致節(jié)制環(huán)磨損的主要原因。基于Johnson-Cook本構模型與Johnson-Cook失效模型,結合Gruneisen狀態(tài)方程,采用有限元方法對不同直徑顆粒分別以不同角度沖擊節(jié)制環(huán)時的沖蝕磨損量進行了數(shù)值模擬,并對結果進行了分析,得到以下結論：固體顆粒的沖擊角度在15°～50°范圍內(nèi)時節(jié)制環(huán)的質量損失較大,沖擊角度接近450時沖蝕磨損最為嚴重；當沖蝕物的直徑增大到一定... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 計算流體動力學概述
    1.3 沖蝕磨損分類及其研究發(fā)展
        1.3.1 沖蝕磨損分類
        1.3.2 沖蝕磨損研究發(fā)展
    1.4 沖蝕磨損的數(shù)值計算
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
2 制退機流場數(shù)值模擬
    2.1 流體動力學控制方程
    2.2 離散化概述
        2.2.1 離散化的目的
        2.2.2 有限體積法簡介
    2.3 網(wǎng)格概述
    2.4 制退機流場計算域網(wǎng)格劃分
        2.4.1 制退機工作原理
        2.4.2 制退機的三維模型
        2.4.3 計算域網(wǎng)格劃分
    2.5 流場計算的SIMPLE算法
    2.6 湍流的數(shù)值模擬
        2.6.1 湍流流動的特征
        2.6.2 湍流數(shù)值模擬方法簡介
        2.6.3 RNG k-ε雙方程模型
        2.6.4 近壁區(qū)的k-ε模型
    2.7 邊界條件及材料屬性
        2.7.1 動網(wǎng)格模型
        2.7.2 交界面
        2.7.3 壁面
        2.7.4 制退液材料屬性
    2.8 離散相的數(shù)值模擬
        2.8.1 離散相模型
        2.8.2 離散項模型的計算策略
        2.8.3 顆粒噴射源的參數(shù)設定
    2.9 本章小結
3 制退機流場計算結果
    3.1 連續(xù)相計算結果
        3.1.1 連續(xù)相速度
        3.1.2 連續(xù)相壓力
        3.1.3 連續(xù)相溫度
    3.2 離散相計算結果
    3.3 本章小結
4 節(jié)制環(huán)沖蝕磨損數(shù)值模擬
    4.1 FMEA及節(jié)制環(huán)沖蝕磨損
    4.2 沖蝕磨損的數(shù)學計算模型
        4.2.1 Johnson-Cook本構模型
        4.2.2 Johnson-Cook失效模型
        4.2.3 Gruneisen狀態(tài)方程
        4.2.4 靶體計算模型參數(shù)
    4.3 沖蝕計算有限元模型
        4.3.1 有限元方法簡介及有限單元選擇
        4.3.2 顯式算法及控制方程
        4.3.4 接觸-碰撞算法
        4.3.5 體積粘性
        4.3.6 網(wǎng)格劃分
    4.4 本章小結
5 沖蝕磨損數(shù)值模擬結果
    5.1 直徑200μm顆粒計算結果
    5.2 直徑300μm顆粒計算結果
    5.3 直徑400μm顆粒計算結果
    5.4 計算結果分析
    5.5 本章小結
6 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3186803