彈帶擠進及火炮內(nèi)膛損傷的數(shù)值模擬研究.pdf

1、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)

2、彈道學(xué)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(xué)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(xué)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

3、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)的實彈射擊火炮內(nèi)膛出現(xiàn)橫向裂紋。本文采用 Abaqus/Explicit模塊的材料子程序接口 VUMAT將考慮了Drucker-Prager準則的HLC損傷模型引入到擠進過程模擬的數(shù)值計算當中,建立了身管材料的含損傷的材料本構(gòu)模型,模擬身管材料在多次發(fā)射時損傷的累積效應(yīng),得到身管裂紋萌生的