张弘钧， 钱林方， 陈光宋， 许彬

(1.南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094; 2.中国北方工业公司 军贸技术研究院, 北京 100053)

基于径向基点插值法的大口径火炮身管固有频率特性研究

张弘钧1， 钱林方1， 陈光宋1， 许彬2

(1.南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094; 2.中国北方工业公司 军贸技术研究院, 北京 100053)

考虑炮口制退器和炮尾的影响，建立身管弹性动力学方程，结合有限元法与无网格方法的各自优点，基于径向基点插值法。以积分点所在的单元支持域作为积分点的插值域，提出单元支持域径向基点插值法。建立离散形式的身管弹性动力学方程，计算获得身管固有频率。通过数值算例和实验验证了所提方法求解身管模态的有效性。计算结果表明：在相同网格数的情况下，所提方法能够得到更准确的结果，而且与实验结果相吻合。

兵器科学与技术； 身管； 固有频率； 单元支持域径向基点插值法

0 引言

身管为火炮的重要部件之一，其上固接有炮口制退器、炮尾等部件。在火炮发射过程中，身管作为弹丸在膛内运动的直接载体，其动力学特性直接影响弹丸在膛内的运动状态，最终影响弹丸出炮口瞬间的状态参数。通常，在身管优化设计过程中以提高身管的1阶频率为目标来提高身管的刚度，在动力学分析过程中，身管的模态分析结果可为身管的柔性动力学响应或刚柔耦合动力学的计算提供依据。目前，对火炮身管固有频率的分析方法有解析法、半解析法、有限元方法和实验方法。……