為了給某中大口徑坦克炮前向增強型旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定殺爆彈定距空炸彈底引信設(shè)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(zhuǎn)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(shù)、轉(zhuǎn)速和攻角對彈丸極阻尼力矩系數(shù)的影響,將極阻尼力矩系數(shù)進行非線性擬合,代入外彈道轉(zhuǎn)速微分方程組進行解算,得到轉(zhuǎn)速變化規(guī)律,將其結(jié)果與理論計算結(jié)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(jié)構(gòu)耦合分析方法研究了膛內(nèi)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(zhì)量的測試產(chǎn)品在不同齒數(shù)錘擊狀態(tài)下所受的沖擊過載。通過建立彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減規(guī)律數(shù)學模型,用MATLAB編制計算彈丸外彈道轉(zhuǎn)速衰減規(guī)律的通用程序,得到了所研究坦克炮旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減規(guī)律。理論分析和4種經(jīng)驗公式得到的數(shù)值基本一致,說明結(jié)果可信,可用于引信分析和設(shè)計。根據(jù)Fluent仿真分析結(jié)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(shù)越小,彈丸轉(zhuǎn)速越高,極阻尼力矩系數(shù)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(shù)】：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(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 計轉(zhuǎn)數(shù)定距彈丸轉(zhuǎn)速變化規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.4.2 來流速度、轉(zhuǎn)速和攻角對旋轉(zhuǎn)彈丸空氣動力學參數(shù)影響研究現(xiàn)狀
        1.4.3 火炮膛內(nèi)高溫高壓燃氣對彈底引信的影響研究現(xiàn)狀
        1.4.4 錘擊試驗機沖擊特性研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 旋轉(zhuǎn)彈轉(zhuǎn)速衰減規(guī)律分析與計算
    2.1 引言
    2.2 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減經(jīng)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(shù)公式
        2.2.4 冪函數(shù)公式
    2.3 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減規(guī)律數(shù)學模型
        2.3.1 基本假設(shè)
        2.3.2 旋轉(zhuǎn)彈丸表面摩擦應(yīng)力
        2.3.3 旋轉(zhuǎn)彈丸圓臺部產(chǎn)生的表面摩擦力矩
        2.3.4 旋轉(zhuǎn)彈丸尖拱部產(chǎn)生的表面摩擦力矩
        2.3.5 旋轉(zhuǎn)彈丸圓柱部產(chǎn)生的表面摩擦力矩
        2.3.6 旋轉(zhuǎn)彈丸彈帶部產(chǎn)生的阻力矩
        2.3.7 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道轉(zhuǎn)動方程
    2.4 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減規(guī)律數(shù)值仿真
        2.4.1 彈丸外彈道自轉(zhuǎn)角速度衰減規(guī)律仿真模型
        2.4.2 數(shù)值仿真結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
3 旋轉(zhuǎn)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(yīng)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(wǎng)格劃分
        3.3.2 邊界條件
    3.4 來流速度、轉(zhuǎn)速和攻角對極阻尼力矩系數(shù)的影響
        3.4.1 來流速度和轉(zhuǎn)速對極阻尼力矩系數(shù)的影響
        3.4.2 攻角對極阻尼力矩系數(shù)的影響
    3.5 用極阻尼力矩系數(shù)擬合解析式數(shù)值解算外彈道諸元
        3.5.1 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道轉(zhuǎn)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(shù)非線性擬合
        3.5.3 外彈道數(shù)值計算
    3.6 旋轉(zhuǎn)彈丸外彈道計轉(zhuǎn)數(shù)炸點精度試驗
    3.7 本章小結(jié)
4 彈底引信底部零件膛內(nèi)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析
    4.1 引言
    4.2 傳熱學理論基礎(chǔ)
        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(jié)構(gòu)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?shù)數(shù)學模型
        4.5.2 導熱數(shù)學模型
        4.5.3 理論計算結(jié)果
    4.6 彈底引信底部零件熱-結(jié)構(gòu)耦合仿真分析
        4.6.1 建模與網(wǎng)格劃分
        4.6.2 溫度場分析
        4.6.3 結(jié)構(gòu)場分析
    4.7 本章小結(jié)
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(zhuǎn)系統(tǒng)對機軸軸心的轉(zhuǎn)動慣量
        5.3.2 擊錘以不同齒數(shù)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(jié)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(jié)果分析
    5.5 結(jié)論
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究結(jié)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
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[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)
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[10]某速射火炮身管系統(tǒng)傳熱特性的數(shù)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(shè)計及試驗技術(shù)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(zhuǎn)數(shù)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(shù)實驗研究[D]. 陳曉燕.上海交通大學 2007



本文編號：3642554