基于ANSYS/LS-DYNA 的弹带挤进过程仿真
2014-04-01马帅张相炎游修东
机械制造与自动化 2014年5期
关键词:模型
马帅,张相炎,游修东,2
(1.南京理工大学,江苏 南京 210094;2.中国人民解放军91388 部队,广东 湛江 524022)
0 引言
弹带挤进是一个瞬态过程,持续时间短,弹丸运动行程也不大,但其对内弹道的影响却很大。传统的实验方法,只能通过分析挤进结束后的弹带或者通过其他间接物理量来推测挤进过程的一些参数,这要求实验者有丰富的经验。随着计算机技术的发展,现在的有限元仿真已经能够模拟微秒甚至更短时间内的动力学过程,利用有限元软件,可以获得挤进过程的完整的动力学响应。
1 计算模型
1.1 有限元模型[1]
现代的火炮膛线为了减小磨损和挤进的冲击,一般采用渐速膛线,而本文研究的是弹带的挤进过程,该过程弹丸行程不大,因此忽略膛线缠角的变化,取膛线的缠角为固定值。因该过程只涉及到身管很有限的一部分,为了节省计算量,只对身管的一部分进行建模,挤进的有限元模型见图1。

图1 挤进过程的有限元模型
整个模型分为弹丸、弹带和身管三个部件,这三部分都是采用八结点的六面体单元SOLID164 来划分的。这种单元生成刚度矩阵时采用的是单点积分,采用单点积分可能会发生沙漏模式,为了防止沙漏模式,需要打开沙漏控制。实践已经证明,单点积分在显示动力学分析中有很好的精度,同时大大减少了计算量。
在身管的后端面加固定约束,这与实际发射过程相符,弹丸和弹带通过共结点的方式连接在一起,这种连接方式是对实际的一种很好的近似,而且可以大大减少计算量。……
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