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矩形膛线和弧形膛线对弹丸与身管相互作用的影响
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作者 韩梦凡 邱明 +2 位作者 宋杰 吴勇 陶宇翔 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期699-708,共10页
为了研究膛线类型对枪械射击性能的影响,开展矩形膛线和弧形膛线两种身管的有限元模型仿真,通过数值仿真与试验相结合的研究方法,分析膛线线型对弹头刻痕、应力、弹头姿态、身管受力的影响。通过对比矩形膛线和弧形膛线下的弹头以及身... 为了研究膛线类型对枪械射击性能的影响,开展矩形膛线和弧形膛线两种身管的有限元模型仿真,通过数值仿真与试验相结合的研究方法,分析膛线线型对弹头刻痕、应力、弹头姿态、身管受力的影响。通过对比矩形膛线和弧形膛线下的弹头以及身管受力分析,得到以下结论:弧形膛线下的子弹与矩形膛线下的子弹相比,其质心偏量更小,整体射击过程更加稳定;其子弹受到的应力以及应变都更小,线膛受到的磨损小,整体寿命有所提高;子弹射击初速更高,射击威力更大。该研究可对弹头的运动姿态和身管设计提供参考。 展开更多
关键词 试验研究 数值模拟 膛线形状 枪械 刻痕 应力 姿态 身管
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一种新型结构火炮身管膛线的计算分析 被引量:2
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作者 杨峰 张健 郭策安 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期729-734,共6页
针对传统的火炮身管内弹道结构形式,提出了一种新型结构形式的火炮身管膛线——渐变截面结构膛线。以大口径火炮身管膛线作为研究对象,计算分析传统等截面结构膛线和渐变截面结构膛线的弹丸弹带挤进阻力、导转侧向力、膛线截面面积和膛... 针对传统的火炮身管内弹道结构形式,提出了一种新型结构形式的火炮身管膛线——渐变截面结构膛线。以大口径火炮身管膛线作为研究对象,计算分析传统等截面结构膛线和渐变截面结构膛线的弹丸弹带挤进阻力、导转侧向力、膛线截面面积和膛线摩擦力的变化情况。计算结果表明,新型渐变截面结构膛线有利于增强弹丸弹带的挤入能力,减少膛线根部应力集中,减少弹丸弹带对膛线的冲击和磨损,有效提升弹丸弹带的闭气性能,同时渐变结构膛线可有效减小弹丸在膛内运动时受到的扰动,使得弹丸在膛内运行平稳,减少炮口章动,在保证射击精度的同时,有利于提高身管的使用寿命。 展开更多
关键词 火炮身管 身管膛线 渐变膛线 膛线受力分析
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155mm火炮不同膛线结构与弹带作用力研究 被引量:3
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作者 刘欢 刘朋科 +2 位作者 宁变芳 杨雕 王军 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期187-193,共7页
火炮射击过程中,弹丸弹带与内膛表面发生过盈挤进、高速摩擦,使得膛线表面承受较大的压力而产生磨损,且膛线的不同位置磨损量差异较大,因此,研究弹带与身管膛线不同部位的作用力对分析身管内膛磨损量具有重要意义。以155 mm火炮身管为... 火炮射击过程中,弹丸弹带与内膛表面发生过盈挤进、高速摩擦,使得膛线表面承受较大的压力而产生磨损,且膛线的不同位置磨损量差异较大,因此,研究弹带与身管膛线不同部位的作用力对分析身管内膛磨损量具有重要意义。以155 mm火炮身管为研究对象,针对现役等齐深、混合深及等齐浅3种膛线形式,研究建立了弹炮耦合碰撞动力学模型,分析了弹丸膛内运动过程弹带与膛线表面接触力沿身管轴向的变化规律,对比了不同膛线形式对膛线表面接触力及磨损量的影响。结果表明:在直膛起始部1英寸区域内,等齐深及混合深膛线身管的阳线上表面受力明显高于等齐浅膛线,而二者在阴线上表面的受力则小于等齐浅膛线;由实测数据可知,等齐深、混合深膛线起始部单发平均磨损量分别比等齐浅多了38.3%、36.2%,从而验证了理论计算的准确性。 展开更多
关键词 弹炮耦合 膛线受力 膛线磨损 身管寿命
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弹带挤进膛线过程试验与仿真 被引量:2
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作者 胡慧斌 陈树肖 +1 位作者 曹立军 马吉胜 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第31期256-261,共6页
选用膛线起始部径向磨损量作为衡量身管使用寿命的判别参数,并通过试验数据进行了验证。以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,在MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验。模拟高温、高压和高速下弹... 选用膛线起始部径向磨损量作为衡量身管使用寿命的判别参数,并通过试验数据进行了验证。以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,在MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验。模拟高温、高压和高速下弹带与膛线之间的磨损过程,测定不同滑动速度、接触压力和温度下PCr Ni Mo钢的磨损规律。采用经典内弹道公式计算滑动速度。建立弹带挤进膛线过程的有限元模型,选取膛线起始部不同部位的关键分析点,仿真其接触应力变化规律。在获取滑动速度和接触应力的基础上,生成膛线起始部各分析点的磨损速率和单发磨损量,为进一步预测身管寿命奠定良好的基础。 展开更多
关键词 弹带 膛线 膛线起始部 摩擦磨损试验 有限元
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火炮身管等齐-渐速混合深膛线电解加工应用技术研究 被引量:2
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作者 杨浩 张欲立 +1 位作者 孟凡军 郭丽 《新技术新工艺》 2009年第6期109-111,共3页
新一代火炮要求比以往的火炮打得更远、使用寿命更长,同时又要求它有与战略、战术和战场机动性需要相适应的轻便性,因此,对火炮身管的要求也越来越高。把电解加工成套工艺装置与配套设施向火炮生产厂家进行推广应用,将促进火炮内弹道理... 新一代火炮要求比以往的火炮打得更远、使用寿命更长,同时又要求它有与战略、战术和战场机动性需要相适应的轻便性,因此,对火炮身管的要求也越来越高。把电解加工成套工艺装置与配套设施向火炮生产厂家进行推广应用,将促进火炮内弹道理论的发展,使我国在国防工业上的制造技术和能力得到提高、对火炮快速研制将有很深远的意义。 展开更多
关键词 电解加工 膛线缠角 等齐-渐速混合深膛线 计算机仿真系统 推广应用
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常见膛线质量问题对火炮的影响及工艺措施 被引量:1
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作者 薛百文 常德顺 高跃飞 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第1期28-30,共3页
机械拉削身管膛线时存在的主要质量问题是偏线、膛线起点不均匀和波纹。偏线较多发生在膛内起点部位。膛线起点不均匀产生的主要原因是:镗出的坡膛孔对炮膛轴线偏心、坡膛的椭圆度及刀头套表面与炮膛的间隙过大,使所定的刀具位置在圆周... 机械拉削身管膛线时存在的主要质量问题是偏线、膛线起点不均匀和波纹。偏线较多发生在膛内起点部位。膛线起点不均匀产生的主要原因是:镗出的坡膛孔对炮膛轴线偏心、坡膛的椭圆度及刀头套表面与炮膛的间隙过大,使所定的刀具位置在圆周上不齐。振动波纹的出现是因为拉刀头的导向部磨损或调整不当,以及与炮膛的配合间隙过大,因而在膛线底部产生波纹。对火炮射击过程的影响进行了分析。从工艺角度提出了解决这些质量问题的措施。 展开更多
关键词 机械制造工艺与设备 膛线质量 偏线 波纹 射击精度 膛线拉削工艺
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锯齿形膛线在火炮上的应用 被引量:4
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作者 薛百文 常德顺 贾玉峰 《机械工程与自动化》 2011年第4期184-185,191,共3页
为了改善火炮阳线导转侧的受力,提高炮身寿命,提出将制式火炮的矩形膛线改进为锯齿形膛线的结构,并结合某榴弹炮从理论上对这两种膛线结构的受力进行了对比计算,得出锯齿形结构的膛线比矩形结构的膛线的寿命会更长。
关键词 矩形膛线 锯齿形膛线 火炮
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某型火炮膛线优化研究 被引量:2
8
作者 杜中华 《机械工程师》 2018年第3期24-27,共4页
为减小某型线膛火炮身管膛线起始部和炮口部导转侧力,编制了涵盖等齐、渐速、混合三种膛线类型以及常见膛线曲线的膛线导转侧力通用计算程序,构建了合理的目标函数,以膛线类型以及膛线曲线参数为自变量,分析了各参数变化对目标函数的影... 为减小某型线膛火炮身管膛线起始部和炮口部导转侧力,编制了涵盖等齐、渐速、混合三种膛线类型以及常见膛线曲线的膛线导转侧力通用计算程序,构建了合理的目标函数,以膛线类型以及膛线曲线参数为自变量,分析了各参数变化对目标函数的影响,并用非线性优化算法、模拟退火算法和遗传算法对目标函数进行了优化,为该型火炮选取了合适的膛线类型和膛线曲线。研究也发现目前文献中推荐的正弦膛线曲线是不正确的。 展开更多
关键词 火炮膛线 混合膛线 优化 遗传算法
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基于结构光的身管膛线高度差检测 被引量:15
9
作者 丁超 唐力伟 +2 位作者 曹立军 邵新杰 邓士杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1077-1085,共9页
身管内膛表面几何特征参数的准确量化一直是身管疵病检测和寿命预测的一大难点,而身管膛线的高度差是其中最重要的几何参数之一。本文依托结构光三维检测手段,采用激光三角法对身管膛线高度差进行定量检测。首先将特定结构光栅投影到模... 身管内膛表面几何特征参数的准确量化一直是身管疵病检测和寿命预测的一大难点,而身管膛线的高度差是其中最重要的几何参数之一。本文依托结构光三维检测手段,采用激光三角法对身管膛线高度差进行定量检测。首先将特定结构光栅投影到模拟身管内膛的标定圆筒内壁上,并采集经圆筒内表面散射后的变形结构光图像;然后利用图像边缘分割算法中的多个算子分别对标定圆筒内壁的结构光图像进行分割,同时引入灰度共生矩阵概念客观评价出最优的分割算子,对图像中结构光条的边缘分割进行优化;之后通过图像转换比例反推算法计算得到内壁图像高度差和实际凹槽高度差之间的转换关系,最终应用于身管膛线高度差的测量过程中。试验结果表明:绝对偏差控制在0.04mm内,满足系统的精度要求,同时该方法检测手段方便、快捷。本文方法为精确量化身管内膛疵病的几何参数奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 身管膛线 标定圆筒 结构光 边缘分割 转换比例
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身管膛线类型及其动力学影响研究 被引量:10
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作者 王宝元 许耀峰 +2 位作者 周发明 刘军 衡刚 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第1期42-47,59,共7页
为了比较火炮身管等齐膛线、渐速膛线和混合膛线之间的动力学响应差异,采用动力学分析方法分析了身管膛线导转侧力、膛线约束下的弹丸轴向加速度,以及不同身管膛线条件下的炮口振动响应的变化规律.结果表明,在弹丸出炮口位置附近,等齐... 为了比较火炮身管等齐膛线、渐速膛线和混合膛线之间的动力学响应差异,采用动力学分析方法分析了身管膛线导转侧力、膛线约束下的弹丸轴向加速度,以及不同身管膛线条件下的炮口振动响应的变化规律.结果表明,在弹丸出炮口位置附近,等齐膛线导转侧力最小,渐速膛线导转侧力最大;等齐膛线导转侧力曲线光滑,而混合膛线导转侧力变化剧烈、曲线载荷梯度非常大;当弹头刚露出炮口时,混合膛线导转侧力突变范围达3倍之多,混合膛线约束下的弹丸轴向加速度在炮口附近有突跳;与等齐膛线相比,混合膛线引起的炮口绕身管轴线转动角速度和角加速度分别增加了92.7%和367.5%.等齐膛线有利于弹丸膛内平稳运动,有利于减小炮口振动响应. 展开更多
关键词 火炮 身管 膛线 导转侧力 炮口振动
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基于图像变换的火炮身管膛线参数检测技术研究 被引量:8
11
作者 郑军 徐春广 肖定国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期134-138,共5页
本文介绍了一种能够对身管膛线参数进行检测的装置 ;讨论了膛线参数检测的原理 ;分析、证明了基于约当 (Radon)变换的直线参数 (角度和至给定点的距离 )的检测技术 ,提出了基于图像变换的火炮身管膛线参数检测方法。这种方法能够对身管... 本文介绍了一种能够对身管膛线参数进行检测的装置 ;讨论了膛线参数检测的原理 ;分析、证明了基于约当 (Radon)变换的直线参数 (角度和至给定点的距离 )的检测技术 ,提出了基于图像变换的火炮身管膛线参数检测方法。这种方法能够对身管膛线的宽度和角度进行检测 ,并具有较高的抵抗噪声干扰的能力。考虑到光学系统对图像产生了一定的畸变 ,进而对膛线参数的检测产生一定的影响 ,本文对此进行了分析和研究 ,给出了膛线参数的修正公式。最后 ,通过实例 ,实现了对膛线参数的检测 。 展开更多
关键词 火炮 身管 膛线参数 检测技术 图像变换
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弹带挤进膛线过程摩擦磨损试验及失效机理分析 被引量:6
12
作者 胡慧斌 陈树肖 +1 位作者 王洪波 曹立军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第12期167-170,共4页
弹带挤进膛线是一个复杂非线性的力学过程。膛线起始部磨损量是身管寿命评判的重要技术指标之一。为了真实地反映弹带挤进膛线过程中膛线起始部的磨损失效过程,以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,基于MMS-1G... 弹带挤进膛线是一个复杂非线性的力学过程。膛线起始部磨损量是身管寿命评判的重要技术指标之一。为了真实地反映弹带挤进膛线过程中膛线起始部的磨损失效过程,以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,基于MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机进行高温高速条件下的摩擦磨损试验,测定PCr Ni Mo钢/96黄铜摩擦副在高温、高速、干滑动条件下滑动速度和接触压力对摩擦系数和磨损率的影响。并应用扫描电子显微镜对摩擦表面进行观察,研究滑动速度和接触压力在销试样磨损失效过程中的影响过程。结果表明:滑动速度与接触压力对PCr Ni Mo钢的摩擦磨损性能有类似的影响规律,但影响程度不同,都存在敏感变化范围。 展开更多
关键词 摩擦磨损试验 磨损率 失效机理 弹带 膛线
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渐速膛线身管内的弹丸一般运动 被引量:4
13
作者 芮筱亭 徐明友 +1 位作者 刘亚飞 曾仕伦 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期1-5,共5页
建立了非对称弹丸在挠性渐速膛线身管内的弹丸一般运动动力学模型和运动微分方程组。该方程组可用于研究弹丸在挠性渐速膛线身管内的任何运动(定心部不与膛壁接触、弹膛碰撞、贴膛)。求解了非对称弹丸在渐速膛线理想身管内的运动规律。
关键词 弹丸 渐速膛线 火炮 运动
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火炮身管大缠角混合膛线计算机数字控制电解加工技术研究 被引量:15
14
作者 范植坚 王天诚 +1 位作者 冯延军 孙立庭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期651-655,共5页
分析了火炮身管大缠角混合膛线的成型过程,提出圆锥体单边切进楔形工作齿的阴极结构,经试验确定了阴极体锥度、长度与楔形工作齿角度的匹配关系。编制了电解加工专家系统,对阳线进出口和中间段分别采用电压控制和电流控制,实现了在控制... 分析了火炮身管大缠角混合膛线的成型过程,提出圆锥体单边切进楔形工作齿的阴极结构,经试验确定了阴极体锥度、长度与楔形工作齿角度的匹配关系。编制了电解加工专家系统,对阳线进出口和中间段分别采用电压控制和电流控制,实现了在控制阴极进给和旋转的同时在线检测并控制加工参数。生产证明该阴极结构合理,控制系统精确。 展开更多
关键词 机械制造工艺与设备 电解加工 混合膛线 大缠角 计算机数字控制
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膛线身管的NURBS建模与等几何数值分析 被引量:5
15
作者 过斌 葛建立 +1 位作者 张鸿浩 杨国来 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期538-543,共6页
该文根据身管内膛的结构特征将膛线身管分块,选用非均匀有理B样条(NURBS)基函数建立分块的身管三维等几何模型,通过块缝合技术将其合并为完整的膛线身管等几何模型,精确地保留了身管内膛的结构特征。参照标准有限元方法对膛线身管模型... 该文根据身管内膛的结构特征将膛线身管分块,选用非均匀有理B样条(NURBS)基函数建立分块的身管三维等几何模型,通过块缝合技术将其合并为完整的膛线身管等几何模型,精确地保留了身管内膛的结构特征。参照标准有限元方法对膛线身管模型施加载荷和约束,进行等几何分析。并将膛线身管的等几何模型及计算结果与有限元模型及结果进行了对比,等几何方法表现出极大优越性。在静态分析的基础上,通过施加动态载荷,得到了膛线身管的振动位移和动态应力。该模型还可用于研究发射过程中弹丸和膛线身管的耦合振动问题。 展开更多
关键词 膛线身管 等几何分析 非均匀有理B样条 有限元法
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混合膛线电解加工阴极结构和工艺参数优化 被引量:6
16
作者 范植坚 杨峰 赵刚刚 《西安工业大学学报》 CAS 2009年第5期428-431,共4页
为了解决大口径炮管混合膛线电解加工时渐速段与等齐段膛线宽度不一致的问题,通过工艺试验对阴极工作齿齿形、工艺参数进行优化.选择不同的工作齿内收角,在不同的电压下,分别对渐速段采用渐变的进给速度,在等齐段取恒定的进给速度.每加... 为了解决大口径炮管混合膛线电解加工时渐速段与等齐段膛线宽度不一致的问题,通过工艺试验对阴极工作齿齿形、工艺参数进行优化.选择不同的工作齿内收角,在不同的电压下,分别对渐速段采用渐变的进给速度,在等齐段取恒定的进给速度.每加工一次,对炮管的各段进行切片、测量,反复试验,以达到调整工艺参数的目的.结果表明,阴极工作齿的内收角为8°时,在渐速段阴极进给速度由19 mm/min变化到25 mm/min,在等齐段进给速度为25mm/min,加工出的膛线各段槽型一致性较好.软件分析与工艺试验结果相符. 展开更多
关键词 混合膛线 电解加工 进给速度 加工电压
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基于模板匹配的火炮身管膛线缠角测量技术研究 被引量:2
17
作者 冯忠伟 焦开河 +2 位作者 徐春广 朱文娟 肖定国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1362-1366,共5页
针对火炮身管膛线缠角测量问题,提出了一种新的基于模板匹配的方法。测量系统由光学传感器、定心机构、驱动装置及控制计算机组成。利用激光器投射一环形结构光同炮管内表面相交,形成炮管截面的轮廓曲线,CCD相机获取该截面轮廓图像。通... 针对火炮身管膛线缠角测量问题,提出了一种新的基于模板匹配的方法。测量系统由光学传感器、定心机构、驱动装置及控制计算机组成。利用激光器投射一环形结构光同炮管内表面相交,形成炮管截面的轮廓曲线,CCD相机获取该截面轮廓图像。通过模板匹配得到不同截面图像之间的相对旋转角度,根据两个截面之间的轴向距离和旋转角度,确定炮管的膛线方程,再由膛线方程计算缠角值。同基于Radon变换的方法相比较,该方法不依赖于图像边界提取,对图像质量要求不高,理论分析及实验数据均表明,该方法具有较高的测量精度和稳定性。 展开更多
关键词 仪器仪表技术 环形结构光 缠角测量 模板匹配 膛线
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火炮膛线缠角误差对空炸引信定距精度影响及补偿方法 被引量:5
18
作者 李豪杰 王伟强 +1 位作者 李长生 杨宇鑫 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期371-375,共5页
为了减小空炸引信的定距误差,提高空炸精度,分析了火炮的膛线缠角加工制造误差对空炸引信的测速精度影响,并给出了补偿膛线缠角误差的解决方案.数据表明,膛线缠角误差对测速精度有较大的影响,当膛线缠角有9′的误差时,会造成1.75%左右... 为了减小空炸引信的定距误差,提高空炸精度,分析了火炮的膛线缠角加工制造误差对空炸引信的测速精度影响,并给出了补偿膛线缠角误差的解决方案.数据表明,膛线缠角误差对测速精度有较大的影响,当膛线缠角有9′的误差时,会造成1.75%左右的测速误差,从而造成较大炸点精度偏差.给出了基于引信用装定器的膛线缠角误差补偿方案,试验表明,引信用装定器的膛线缠角误差补偿方案可以将测速误差减小到0.2%左右,可以有效地减小引信测速误差,提高引信的空炸精度,为计转数自测速引信设计提供参考. 展开更多
关键词 空炸引信 测速精度 膛线缠角误差
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某大口径火炮身管膛线结构优化设计 被引量:4
19
作者 张鑫 梁林 +2 位作者 邹利波 徐强 于存贵 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2021年第2期62-67,83,共7页
以某大口径火炮为研究对象,运用有限元仿真技术,通过Python语言对弹炮耦合有限元模型进行二次开发,建立弹炮耦合参数化有限元模型。在弹炮耦合参数化有限元模型的基础上,以膛线结构参数为设计变量,以炮口扰动和导转侧受力最小为优化目... 以某大口径火炮为研究对象,运用有限元仿真技术,通过Python语言对弹炮耦合有限元模型进行二次开发,建立弹炮耦合参数化有限元模型。在弹炮耦合参数化有限元模型的基础上,以膛线结构参数为设计变量,以炮口扰动和导转侧受力最小为优化目标构建目标函数,借助最优拉丁超立方试验设计建立样本空间,构造响应面多项式函数近似模型,利用NSGA-Ⅱ型遗传算法对膛线结构进行多目标优化,通过对比分析对优化结果进行验证。优化结果表明,优化后的膛线结构使导转侧受力和弹丸起始扰动分别减小了25.8%和28.8%. 展开更多
关键词 弹炮耦合 有限元法 参数化建模 膛线 多目标优化
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基于COMSOL的电解加工炮管膛线加工间隙的研究 被引量:4
20
作者 杨峰 范植坚 赵刚刚 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第4期125-127,共3页
为了缩短阴极研制周期,按照无源导电媒质中的电场建立间隙电场的数学模型,按照气液两相流建立流场的数学模型,根据膛线电解加工工艺参数设置边界条件,采用COMSOL Multiphysics3.4多物理场耦合软件对加工间隙进行数值模拟,结合工艺试验... 为了缩短阴极研制周期,按照无源导电媒质中的电场建立间隙电场的数学模型,按照气液两相流建立流场的数学模型,根据膛线电解加工工艺参数设置边界条件,采用COMSOL Multiphysics3.4多物理场耦合软件对加工间隙进行数值模拟,结合工艺试验的数据,分析加工间隙电场分布对实际加工精度的影响。结果表明,当阴极工作齿向内收一定角度,有利于减小膛线槽壁倾角和槽底圆角,计算机模拟与工艺试验结果一致。 展开更多
关键词 电解加工 炮管膛线 加工间隙模拟 COMSOL
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