為了給某中大口徑坦克炮前向增強型旋轉穩(wěn)定殺爆彈定距空炸彈底引信設計提供參考,利用空氣動力學理論研究了該坦克炮彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律；利用流體力學軟件Fluent仿真研究了馬赫數、轉速和攻角對彈丸極阻尼力矩系數的影響,將極阻尼力矩系數進行非線性擬合,代入外彈道轉速微分方程組進行解算,得到轉速變化規(guī)律,將其結果與理論計算結果對比并通過靶場試驗驗證；利用傳熱學理論中的非穩(wěn)態(tài)導熱計算方法及熱-結構耦合分析方法研究了膛內高溫高壓燃氣對彈底引信底部零件的影響；利用彈性力學理論分析了錘擊試驗機錘擊過程沖擊特性,利用ANSYS /LS-DYNA軟件模擬了不同質量的測試產品在不同齒數錘擊狀態(tài)下所受的沖擊過載。通過建立彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律數學模型,用MATLAB編制計算彈丸外彈道轉速衰減規(guī)律的通用程序,得到了所研究坦克炮旋轉彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律。理論分析和4種經驗公式得到的數值基本一致,說明結果可信,可用于引信分析和設計。根據Fluent仿真分析結果可知,當彈丸速度大于1.5 Ma時,彈丸速度和攻角越大,極阻尼力矩系數越小,彈丸轉速越高,極阻尼力矩系數越大。攻角是導致彈丸極阻尼力矩系... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省211工程院校

【文章頁數】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 前向增強型殺爆彈簡介
    1.3 本課題所依托項目簡介
    1.4 國內外研究現狀
        1.4.1 計轉數定距彈丸轉速變化規(guī)律研究現狀
        1.4.2 來流速度、轉速和攻角對旋轉彈丸空氣動力學參數影響研究現狀
        1.4.3 火炮膛內高溫高壓燃氣對彈底引信的影響研究現狀
        1.4.4 錘擊試驗機沖擊特性研究現狀
    1.5 本文研究內容
2 旋轉彈轉速衰減規(guī)律分析與計算
    2.1 引言
    2.2 旋轉彈丸外彈道自轉角速度衰減經驗公式
        2.2.1 斯列斯金公式
        2.2.2 柔格里公式
        2.2.3 指數公式
        2.2.4 冪函數公式
    2.3 旋轉彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律數學模型
        2.3.1 基本假設
        2.3.2 旋轉彈丸表面摩擦應力
        2.3.3 旋轉彈丸圓臺部產生的表面摩擦力矩
        2.3.4 旋轉彈丸尖拱部產生的表面摩擦力矩
        2.3.5 旋轉彈丸圓柱部產生的表面摩擦力矩
        2.3.6 旋轉彈丸彈帶部產生的阻力矩
        2.3.7 旋轉彈丸外彈道轉動方程
    2.4 旋轉彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律數值仿真
        2.4.1 彈丸外彈道自轉角速度衰減規(guī)律仿真模型
        2.4.2 數值仿真結果
    2.5 本章小結
3 旋轉彈丸氣動力特性仿真和試驗研究
    3.1 引言
    3.2 空氣動力學仿真理論和應用
        3.2.1 流體力學控制方程
        3.2.2 多重參考系簡介
    3.3 仿真建模和計算條件
        3.3.1 模型建立與網格劃分
        3.3.2 邊界條件
    3.4 來流速度、轉速和攻角對極阻尼力矩系數的影響
        3.4.1 來流速度和轉速對極阻尼力矩系數的影響
        3.4.2 攻角對極阻尼力矩系數的影響
    3.5 用極阻尼力矩系數擬合解析式數值解算外彈道諸元
        3.5.1 旋轉彈丸外彈道轉速衰減規(guī)律微分方程組
        3.5.2 彈丸外彈道極阻尼力矩系數非線性擬合
        3.5.3 外彈道數值計算
    3.6 旋轉彈丸外彈道計轉數炸點精度試驗
    3.7 本章小結
4 彈底引信底部零件膛內熱-結構耦合分析
    4.1 引言
    4.2 傳熱學理論基礎
        4.2.1 基本傳熱方式
        4.2.2 穩(wěn)態(tài)熱分析
        4.2.3 瞬態(tài)熱分析
    4.3 耦合場分析簡介
    4.4 熱-結構耦合公式推導
        4.4.1 哈密頓原理
        4.4.2 熱流勢最小作用量原理
    4.5 彈底引信底部零件對流傳熱分析理論
        4.5.1 表面?zhèn)鳠嵯禂禂祵W模型
        4.5.2 導熱數學模型
        4.5.3 理論計算結果
    4.6 彈底引信底部零件熱-結構耦合仿真分析
        4.6.1 建模與網格劃分
        4.6.2 溫度場分析
        4.6.3 結構場分析
    4.7 本章小結
5 發(fā)射環(huán)境實驗室試驗模擬方法的理論和仿真研究
    5.1 引言
    5.2 錘擊試驗裝置及原理
    5.3 錘擊試驗機碰撞時間和沖擊加速度理論計算
        5.3.1 錘擊試驗機回轉系統(tǒng)對機軸軸心的轉動慣量
        5.3.2 擊錘以不同齒數打擊鐵砧時的角速度
        5.3.3 碰撞時間的理論計算
        5.3.4 沖擊加速度峰值的理論計算
        5.3.5 理論計算結果
    5.4 仿真分析
        5.4.1 有限元軟件簡介
        5.4.2 仿真模型前處理
        5.4.3 模型求解與結果分析
    5.5 結論
6 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 研究結論
    6.3 本文創(chuàng)新點
    6.4 需要進一步探討的問題
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]旋轉彈體及減旋片滾轉阻尼數值模擬[J]. 趙養(yǎng)正,蔣勝矩,黨明利,朱中根.  兵工學報. 2015(07)
[2]膛線溝槽對小口徑彈體流場的影響分析[J]. 趙縲,董富強.  彈箭與制導學報. 2015(02)
[3]前向增強殺傷榴彈對人員目標殺傷威力分析[J]. 李超,李向東,陳志斌,李強.  兵工學報. 2014(07)
[4]基于fluent的彈丸外流場仿真計算[J]. 姜波,齊杏林,賈波,趙志寧.  計算機仿真. 2014(03)
[5]彈底引信底部零件膛內熱-結構耦合特性[J]. 何君道,聞泉,榮竹,王雨時,杜躍飛.  探測與控制學報. 2013(06)
[6]高速旋轉彈丸馬格努斯效應數值研究[J]. 雷娟棉,李田田,黃燦.  兵工學報. 2013(06)
[7]Thermal-Structural Coupled Analysis of ITER Torus Cryo-Pump Housing[J]. 王松可,宋云濤,謝韓,雷明準.  Plasma Science and Technology. 2012(11)
[8]發(fā)射藥的火焰燃燒溫度計算與測定分析[J]. 廖靜林,江勁勇,路桂娥,常文平,翟宏昌.  含能材料. 2011(01)
[9]超聲速復雜流動中湍流模型的性能評估[J]. 趙瑞,閻超.  北京航空航天大學學報. 2011(02)
[10]某速射火炮身管系統(tǒng)傳熱特性的數值仿真研究[J]. 吳永海,徐誠,陸昌龍,李峰.  系統(tǒng)仿真學報. 2007(19)

碩士論文
[1]高過載寬脈沖空氣擊錘設計及試驗技術研究[D]. 門士瀅.南京理工大學 2014
[2]彈丸發(fā)射和著靶的過載特性及模擬試驗方法研究[D]. 李石磊.南京理工大學 2008
[3]外彈道初始段引信力學環(huán)境分析[D]. 馮彥哲.南京理工大學 2008
[4]某計轉數定距空炸榴彈外彈道系統(tǒng)仿真[D]. 武波涌.南京理工大學 2008
[5]液化天然氣儲罐熱分析及固體復合材料導熱系數實驗研究[D]. 陳曉燕.上海交通大學 2007



本文編號：3642554