某新型火炮在設(shè)計定型實驗階段經(jīng)小型的實彈射擊后發(fā)現(xiàn)身管內(nèi)壁陽線起點前后至最大壓力點區(qū)間出現(xiàn)了垂直于彈丸前進方向的橫向裂紋。經(jīng)理論分析認為，彈帶擠進過程中坡膛內(nèi)壁受彈帶擠壓力過大是橫向裂紋萌生的主要原因�；谝陨媳尘�，本文以某新型火炮的坡膛結(jié)構(gòu)和彈丸、彈帶為主要的研究對象，主要進行了三個方面的相關(guān)研究： 1、彈帶擠進坡膛過程的數(shù)值模擬研究。本文借助非線性有限元數(shù)值方法，考慮彈帶擠進坡膛過程彈帶形變對內(nèi)彈道方程組的影響，結(jié)合經(jīng)典內(nèi)彈道學和有限元計算方法，通過ProE、Patran、Abaqus/CAE等軟件模擬重現(xiàn)了彈丸擠進過程坡膛的運動過程和受力情況，建立了彈帶擠進坡膛的動力學模型。 2、彈帶擠進過程火炮內(nèi)膛的損傷及橫向裂紋萌生機理的研究。材料的損傷失效現(xiàn)象一直是計算固體力學的難點和熱點問題，對該問題的研究具有重要的現(xiàn)實和理論意義。本文采用Abaqus/Explicit模塊的子程序接口VUMAT將GTN細觀損傷模型引入到擠進過程數(shù)值模擬計算當中，用以模擬坡膛內(nèi)壁的損傷。損傷模型得到的損傷最大位置及損傷區(qū)域與實際情況相符。 3、關(guān)于橫向裂紋出現(xiàn)時機的模擬。在實際的射擊實驗中發(fā)現(xiàn)8-15發(fā)的...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
圖表清單
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈帶擠進過程的研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.2 擠進過程內(nèi)膛損傷的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 損傷力學的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 數(shù)值計算基礎(chǔ)理論
    2.1 非線性有限元方法
        2.1.1 連續(xù)介質(zhì)力學基礎(chǔ)
        2.1.2 拉格朗日有限元方法
        2.1.3 中心差分法[53-56]
        2.1.4 應(yīng)力更新算法[51,53,56-58]
    2.2 解耦的 ALE 方法
    2.3 沖擊-接觸問題的有限元算法[49,51]
        2.3.1 接觸界面的定義
        2.3.2 不可侵徹性條件
        2.3.3 面力條件
        2.3.4 歸一化條件
        2.3.5 摩擦模型
        2.3.6 方程的弱形式及有限元離散化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 彈帶擠進過程動力學建模及有限元分析
    3.1 裂紋起因的描述
    3.2 彈帶擠進過程動力學建模
        3.2.1 內(nèi)彈道方程和有限元擠進的耦合求解過程
        3.2.2 耦合計算流程及子程序的實現(xiàn)
        3.2.3 摩擦邊界條件
        3.2.4 材料的本構(gòu)模型
        3.2.5 任意的拉格朗日-歐拉耦合（ALE）方法
        3.2.6 彈丸、彈帶及坡膛有限元模型
    3.3 擠進過程數(shù)值模擬結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于 GTN 模型的內(nèi)膛損傷數(shù)值分析
    4.1 GTN 模型
        4.1.1 GTN 模型的屈服函數(shù)為[35]：
        4.1.2 狀態(tài)變量的演化[43]
        4.1.3 彈塑性本構(gòu)關(guān)系
    4.2 坡膛 GTN 模型材料參數(shù)
    4.3 基于 GTN 模型的內(nèi)膛損傷模擬研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 第五章橫向裂紋出現(xiàn)時機的相關(guān)研究
    5.1 胞體模型
    5.2 失穩(wěn)失效準則及屈服準則
    5.3 基于 HLC 模型的數(shù)值模擬結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 本文的主要工作
    6.2 本文的創(chuàng)新點
    6.3 需要進一步研究的工作
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文



本文編號：3840571