超空泡射弹弹裙挤压变形仿真分析.pdf

《超空泡射弹弹裙挤压变形仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第229期舰船电子工程V01．33No．7；Q!!生箜!塑!些呈兰!竺!竺丝!兰矍里!!!!些!!：超空泡射弹弹裙挤压变形仿真分析+王斌1李军2(1．海装重庆局重庆400071)(2．武汉市74223信箱武汉430074)摘要分析了锥膛炮锥膛段弹丸弹裙高速冲击锥膛受到的挤压变形变化过程；针对锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点，建立了弹丸弹裙形变数学模型；基于有限元分析软件ABAQUS对弹丸弹裙挤压变形过程进行了仿真分析，得出了射弹锥膛段的速度一时问曲线，计算结果与实验结果一致。论文研究结果可为锥膛炮内弹道设计和弹丸结构优化提供参考。

2、关键词锥膛炮；变形；分析；仿真中图分类号TB391．9DOI：10．3969／j．issnl672--9730．2013．07．026AnalysisandSimulation011ImpactDeformationofSupacationProjectileSabotⅥ，ANGBinILIJun2(1．ChongqingMilitaryRepresentativeBureauofNavyEquipmentDepartment。Chongqing400071)(2．P．0．Box74223，Wuhan430074)Ab吼瞅Th

3、eimpactdeformationprocesswasresearchedduringtheprojectilesabotinhighspeedimpingingontheconic-chamberintheinteriorballisticsphase．Themathematicalmodelofdeformationwassetupbasedonspecialstructreofconic-chamberandprojeetile．Thenon-lineardynamicdeformationprocesswassimu

4、latedbasedonfiniteelementsoftwareABAQUS．Thev-tcurveandstressnephogramwereobtained．Andthesimulationresultswerecoinsidentwiththeexperimentalresults．Theresearchcanprovidereferencesforthedesignsofconic-chamberandprojectile．KeyWottkconic-chamber，deformation，analysis，simu

5、lationCI辩Nunb吖TB391．91引言水下超空泡射弹因其低阻力、高速度、高射频等优点而倍受各国海军重视。锥膛发射技术是水下超空泡射弹的一种有效发射方式，其特征就是包含一段后粗前细的“锥形”炮管r1]。由于锥膛和弹裙的存在，使得其内弹道阻力特性与经典内弹道有很大区别，特别是是锥膛时期，射弹弹裙被锥膛挤压发生塑性变形，增加了射弹的运动阻力。本文根据锥膛炮炮膛和弹丸的结构特点，建立了弹丸弹裙形变数学模型，并基于有限元分析软件心～Qus对弹丸弹裙挤压变形过程进行仿真分析。2数学模型2．1物理过程描述锥膛炮身管包括第一直膛段、

6、锥膛段和第二直膛段三个部分，长度分别为厶、z：、如。弹丸击发后，火药燃烧，膛压不断上升，达到挤进压力后，弹丸在弹底火药气体压力作用下在第一直膛段加速运动。随后弹丸以较高的速度进入锥膛，由于锥膛段炮膛直径逐渐减小，弹丸弹裙受到膛壁高速冲击挤压而发生塑性变形，增加了弹丸向前运动的阻力。第二直膛时期，炮膛直径不再发生变化，弹丸在火药气体的推力下继续向前运动，直到出炮口r2]。锥膛炮管如图1所示，锥膛弹丸如图2所示。由于第二直膛段长度很短，且其内弹道过程与普通滑膛炮内弹道相同，本文未予讨论。基本假设：弹丸为完全轴对称；弹裙为理想弹塑性

7、材料，屈服极限为0"s；身管为不发生弹塑性变形的硬质材料；启动后弹裙外径与炮膛紧密接触，且其中心沿炮膛轴线运动。图1锥膛炮管圈2锥膛弹丸2．2运动方程射弹在锥膛膛内运动，受到弹底压力和挤压变形阻力，其运动方程如下：F--昧2M宝(1)口一万dl(2)其中，F为弹底压力；FR为射弹弹裙挤压变形阻力在弹轴方向的分量；M为射弹质量；口为射弹沿身管方向的速度；f为射弹膛内行程。+收稿日期：2013年1月4日，修回日期：2013年2月12日作者简介：王斌，男，硕士，工程师，研究方向：舰炮监造。李军，男，硕士，工程师，研究方向：舰船指挥控

8、制。70王斌等：超空泡射弹弹裙挤压变形仿真分析总第229期根据弹底压力和平均膛压的关系及气体状态方程，可以求2．4辅助方程出射弹的弹底压力‘3I：药形函数：F一椒2P(3)尘一ZZ(1+AZ+PZ2)R—R，生二堕掣(4)t2P=Pl——些一(5)R；l。+—}(尺；+RR，