考虑身管发热的振动分析研究

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1、考虑身管发热的振动分析研究摘要火炮发射过程中身管的振动是个复杂的过程，弹丸与身管、高低机齿轮啮合等间隙对身管振动有着很大影响，同时身管内膛承受高温高压气体作用，使身管受热膨胀、产生静力弯曲、改变弹炮间隙等结果，也对火炮的射击精度产生较大的影响。本文针对以上情况对影响射击精度的因素进行研究。（1）以多体动力学为基础，结合发射动力学采用ADAMS软件与Workbench的联合仿真对火炮身管在发射过程中的动力学特性进行分析，考虑高低机齿轮啮合间隙、弹炮耦合间隙、身管衬瓦配合间隙的综合影响，分析多因素耦合作用对身管振动的影响。（2）火炮发射过程中身管内膛产生热传导、热辐射和热对流三种传

2、热情况，受热情况复杂。本文只考虑火药燃气对身管的热对流作用，对身管受热状态进行分析，建立身管热分析有限元模型，得到身管的内外壁温度分布、温度曲线和温度场三维分布等结果，为下一步的研究打下基础。（3）采用热力学和结构力学相结合的分析方法，对身管受热状态下的静力学问题进行分析，分为均匀受热和不均匀受热两种状态，并结合热辐射和热传导中两种典型工况，通过Workbench软件进行热—结构耦合场分析，得到身管受热弯曲有关结果，结果表明当身管连续发射一段时间后，身管受热和截面产生温差时都会产生较大的静力弯曲。（4）为了进一步研究身管受热对射击精度的影响，采用身管弹炮耦合模型，运用热力学和动

3、力学，分析身管模态并考虑不同温度场身管受热，得到身管受热振动的曲线。通过对比曲线，表明身管温度增高的状态下弹炮振动波动变大，而且更加频繁。本文研究内容能够为身管振动和受热身管静力弯曲等研究提供参考，为受热身管的动力学分析奠定了基础，对于研究火炮的射击精度有很好的理论和实际意义。关键词：身管振动，热分析，动力学仿真，射击精度AnalysisandResearchonVibrationofBarrelHeatingConsiderationsAbstractThevibrationofbarrelisacomplexprocessinthelaunchingprocess.Thec

4、learancebetweenthebarrelandprojectile,gearmeshingoftheelevatingmechanism,haveagreatimpactonthebarrelvibration.Meanwhile,thehightemperatureandhighpressuregaseffectonthebarrelbore,makethebarrelthermalexpansionandstaticbending,changetheclearancebetweenprojectileandbarrel,Haveagreatinfluenceonth

5、efiringaccuracy.Inthispaper,inviewoftheabovesituation，tostudytheinfluencefactorsoffiringaccuracy.(1)basedonmultibodydynamicsandlaunchdynamics,thedynamicsanalysisofartillerylaunchprocess,whichusingADAMSsoftwareandWorkbenchsoftwareonunitedsimulation.Thinkingofthreefactorseffectingonthemuzzlevi

6、bration,whicharetheprojectilemasscenteroffset,themeshinggapofelevatingmechanismandthemeshinggapbetweenLinerandbarrel,andanalysisoftheinfluenceofcouplingmanyfactorsonthebarrelvibration.(2)Whenfiringbarrelboreoccurredthreekindsofheattransfercondition，heatconduction,thermalradiationandconvectio

7、n.Thethermalconditionsiscomplex.Inthispaper,onlythinkoftheInfluenceofthermalconvectiononthebarrelofpropellantburninggas,analysethebarrelthermalconditions,toestablishfiniteelementanalysismodelofbarrelthermal.Gettheresultofinternalandexternaltemperat