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摘要:为增大某37 mm口径人工防雹增雨炮弹最大射高,在原榴-1引信外形基础上提出了4种外形优化方案,利用Flunet软件对配用这5种方案引信的弹丸阻力系数进行仿真,并将所得数据拟合成有理式函数,再进行其质心外弹道计算,得到各方案最大射高.引信头部外形以抛物面方案减阻增高效果最佳(增高约4%).通过弹体和引信改进设计将弹重由现0.70 kg增大到原军用制式弹的0.732 kg,最大射高还会增大约3%....
[硕士论文] 周国威
兵器工程 南京理工大学 2016(学位年度)
摘要:针对旧式炮弹射高偏低、引信瞎火率偏高的问题,以新研制的37mm口径人工防雹增雨炮弹及其引信为研究对象,借助有限元分析和动力学仿真手段并结合相关设计要求,对弹丸外形进行了气动特性优化设计,对弹丸起爆破碎性进行了仿真分析,对引信膛内点火机构动态性能进行了系统、深入的研究。
  在原榴-1引信外形基础上提出了4种外形优化方案,利用Fluent仿真软件对配用这5种外形方案引信的弹丸阻力系数进行仿真,并将所得数据拟合成有理式函数,再进行质心外弹道计算,得到各方案的最大射高。引信头部外形方案以抛物面方案减阻增高效果最佳,增高约4%。
  在弹头外形优化的基础上,依据底凹减阻和外形减阻原理提出了炮弹底部结构的6种减阻改进方案,借助Fluent软件对其进行气动特性分析并进行了质心外弹道计算。通过仿真和计算发现,底凹开孔并倒圆角方案与抛物线轮廓方案减阻效果接近,增高效果均可达9%以上。
  借助AUTODYN仿真软件对弹底外形优化后的弹丸进行起爆破碎性仿真分析,检验发现弹底结构气动优化后不能完全满足破碎性设计指标,需要进一步改进。
  结合ANSYS/LS-DYNA仿真所得引信(或弹丸)所受的冲击过载,利用ADAMS软件对膛内点火机构在跌落试验、震动试验、发射过程、锤击试验和爆炸完全性试验的投掷过程中的运动情况进行仿真,并与试验结果进行对比以验证模型的正确性。利用所得仿真模型分析了击针簧刚度和预压量、针刺火帽质量、冲击过载峰值和持续时间对膛内点火机构运动的影响,发现增大击针簧刚度和适当选择击针簧预压量均有利于保证引信勤务处理安全性;增大针刺火帽(或戳击体)的质量有利于提高引信发火可靠性;根据膛内点火机构对冲击过载峰值和持续时间的响应情况,在勤务处理过程中引信跌向刚性目标(冲击过载峰值大,但持续时间短)时不发火,但在跌向软目标(冲击过载峰值小,但持续时间较长)时有可能会发火作用,导致事故的发生,因此在进行引信膛内点火机构设计时应予以特别考虑和关注。
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