某小口徑炮彈彈頭機(jī)械引信動態(tài)特性研究.pdf

1、為了為引信剪切銷剛性后坐保險機(jī)構(gòu)設(shè)計提供參考，應(yīng)用LS-DYNA仿真軟件研究了剪切銷保險機(jī)構(gòu)在膛內(nèi)解除保險后保險銷碰底回彈的過程。通過LS-DYNA數(shù)值仿真方法研究保險銷在其運(yùn)動腔室內(nèi)碰撞壁底發(fā)生回彈的過程以及此后保險銷相對于支座向上運(yùn)動的最大位移量與有無墊片、基座材料、保險銷直徑、保險銷行程、墊片材料和墊片厚度的關(guān)系。增設(shè)墊片零件可以有效防止保險銷的回彈;隨著支座材料的彈性模量變小，保險銷相對于支座的向上運(yùn)動最大位移也變小;隨著保險銷

2、直徑增大，保險銷相對于支座的向上運(yùn)動最大位移減小;隨著保險銷行程變小，保險銷相對于支座的向上運(yùn)動最大位移變小;隨著墊片材料的彈性模量變大，保險銷相對于支座向上的最大位移總體上呈現(xiàn)變大的趨勢;隨著墊片材料厚度的增大，保險銷相對于支座的向上運(yùn)動最大位移增大。
　　為研究開口環(huán)保險機(jī)構(gòu)材料優(yōu)選問題，運(yùn)用LS-DYNA有限元軟件仿真包含不同材料（鈹青銅、鉛黃銅、低碳鋼）開口環(huán)的引信以及彈丸分別在1.5m落高橫向跌落下的沖擊響應(yīng)，跌落對象有

3、鋼板等硬目標(biāo)和木板、混凝土等軟目標(biāo)，開口環(huán)跌落方位有沿開口環(huán)半環(huán)質(zhì)心方位相對于鉛垂方向分別旋轉(zhuǎn)9°（此時開口環(huán)的半環(huán)在理論上所受張開力矩最大，為最不利情形）、10°、11°、12°和13°五種。分析仿真數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):開口環(huán)位于9°時開口最大，開口環(huán)沿鉛垂方向旋轉(zhuǎn)角度超過9°后，隨著旋轉(zhuǎn)角度的增大，開口環(huán)開口減小;開口環(huán)材料可以優(yōu)先選擇彈性較好的銅合金材料;跌落目標(biāo)板材質(zhì)越軟，開口環(huán)承受的過載越小;引信單獨(dú)跌向目標(biāo)板開口環(huán)半環(huán)上所選單元位移最

4、大值大于彈丸跌向目標(biāo)板開口環(huán)半環(huán)上所選單元位移。
　　為研究彈頭引信在外彈道飛行過程中從彈體上的旋松可能性，應(yīng)用經(jīng)典外彈道理論估算了彈丸阻力系數(shù)和極阻尼力矩系數(shù)，應(yīng)用Workbench中Fluent模塊進(jìn)行了彈丸氣動力仿真，得到了阻力系數(shù)和極阻尼力矩系數(shù)，并研究了馬赫數(shù)、轉(zhuǎn)速和攻角變化對阻力系數(shù)和極阻尼力矩系數(shù)的影響，對高速旋轉(zhuǎn)引信進(jìn)行了動力學(xué)分析，通過對離心力矩、摩擦力矩和極阻尼力矩的定量分析，得出以下結(jié)論:引信不會被旋松;引信

5、是否被旋松由極阻尼力矩系數(shù)和阻力系數(shù)共同決定，引信旋松可能性與極阻尼力矩系數(shù)成正比關(guān)系，與阻力系數(shù)成反比關(guān)系;引信在末彈道旋松可能性高于初始彈道。
　　應(yīng)用計算機(jī)仿真軟件LS-DYNA探究了各類因素對剪切銷剪切效果的影響。根據(jù)剪切銷斷口破壞規(guī)則程度得出:便于裝配前提下剪切銷與保險銷和基座間的間隙越小越好，保險銷與基座間兩側(cè)間隙應(yīng)較為接近或保持一致;在支座和保險銷剪切銷孔口棱角處可制圓角去毛刺但不可倒角，也不必強(qiáng)調(diào)尖角;7A04鋁合