林秉奇，顾克秋，周 成

(南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

弹丸起始扰动是影响火炮系统射弹散布的重要根源之一。它的形成和发展是由于弹丸自膛内开始运动至后效期末这一发射过程中火炮系统发射状态变化而引起的［1］。由于弹丸的前后定心部与身管阳线之间存在一定的运动间隙，在弹丸的推进的过程中，定心部与身管的阳线壁会不时地产生接触碰撞，导致弹丸的运动姿势的不断扰动变换［2］。而弹丸在这种膛内高速运动下的重力和惯性力会激励身管的扰动［3］，继而又影响到弹丸的运动。这种弹炮耦合的效应在研究弹丸飞行姿态时是不可忽略的。

目前利用有限元方法来研究弹炮耦合问题的文献并不多，文献［6］将不带膛线的身管与弹丸接触耦合，定义弹带节点的约束方程强迫弹丸沿身管轴线转动，建立了简化的弹炮耦合模型。文献［2］考虑了身管带膛线的因素对弹丸运动姿态的影响，但在整体建模方法上值得进一步研究。同时，现有的文献均未述及如何模拟重力静态平衡条件下弹炮耦合的发射过程，即在模拟火炮发射过程之前如何让模型在重力状态下达到静态平衡。此外，后坐过程中后坐阻力对身管扰动的影响以及火炮发射前身管由于自重产生的初始挠度的影响等［4，5］问题在仿真过程中都值得考虑。

基于接触/碰撞有限元方法，借助Abaqus 有限元平台，充分利用显式与隐式有限元求解器各自的优势来模拟重力平衡状态下的弹丸发射过程，研究重力场在不同求解器间的稳定传递问题，同时考虑弹丸膛内运动时后坐体的后坐过程。……