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弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究

李石磊  
【摘要】: 近年来随着高速侵彻弹和动能弹的发展,弹药技术面临一个亟待解决的问题,即在高过载状态下弹药的安全性和作用可靠性问题。因此,开展弹药的高过载特性研究显得尤为重要。针对上述问题,本文从实弹过载环境分析、过载环境试验模拟、过载环境数值仿真三个方面进行了研究。 实弹过载环境分析表明:发射和着靶的过载环境由高频加速度波和低频加速度波叠加而成;发射的最大过载加速度峰值在5万个g左右,着靶的最大加速度值接近十万个g;过载脉宽则与目标特性有关,不同的着靶目标,其过载脉宽也有很大的不同。 过载环境试验模拟主要通过研究马歇特锤击试验、落球碰撞试验和HOPKINSON杆应力波加载试验等典型试验方法,来模拟弹药的实际过载环境和过载特性。试验结果表明,Hopkinson压杆应力波加载试验适用于模拟火工品着靶时的过载环境,落球碰撞试验适用于模拟火工品发射时的过载环境。 过载环境数值模拟主要应用有限元分析方法和ANSYS/LS-DYNA软件,对落球碰撞试验的过载环境进行模拟仿真,并将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,计算模拟结果与实际试验结果一致性较好,能够为落球碰撞试验装置的优化设计提供参考和依据。


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