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燃烧轻气炮弹丸气密性分析

作　者: 马帅
导　师: 张相炎
学　校: 南京理工大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 燃烧轻气炮 气密性 密封结构 仿真分析
分类号: TJ410.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


燃烧轻气炮的概念首先是由美国基于“远程纵深精确打击”的战略战术思想而提出的,能够实现远程火力支援。燃烧轻气炮具有高初速、高射程、可变初速、减小炮膛烧蚀、发射药制备和来源相对容易简单等技术优势,然而相对于传统火炮,也需要一些关键技术的支持,如低温发射药供给、弹丸密封技术、点火技术、燃烧与压力控制技术等。以十二五国防预研项目为背景,对燃烧轻气炮弹丸密封技术做了一些探讨和研究,本文主要做了以下几个方面的工作：(1)对燃烧轻气炮的背景和国内外的研究进展做了整体的介绍,其中重点介绍了UTRON公司在燃烧轻气炮弹丸密封上的成果。(2)通过对UTRON公司的两种密封结构----裙边式密封结构和剪切环式密封结构的密封机理和释放弹丸机理的分析,对燃烧轻气炮弹丸密封结构的工作机理进行了理论分析。(3)结合UTRON公司的两种密封结构,利用有限元分析软件/ANSYS/LS-DYNA分别对两种密封结构的密封性能进行了分析,并通过仿真实验,获得了结构参数变化对结构所能密封的最大压力以及弹丸启动压力的影响,并对两种密封结构的密封性能进行了比较。(4)针对两种密封结构的不足,并借鉴传统火炮的密封结构——即传统火炮为了实现弹丸卡膛以及弹丸启动时的密封将弹带前缘的锥角做的较小,对裙边式密封结构进行了改进,提出了一种新型的密封结构,解决了裙边式密封结构无法实现初始密封的问题,并对该种密封结构的密封性能进行了分析。仿真分析表明,改进后的结构可以满足密封的要求,并能通过对结构主要参数的修改实现不同的密封性能,能够为燃烧轻气炮的实验和研究提供一定的参考和借鉴。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 选题背景和研究意义  7-8
  1.2 国内外研究现状和发展趋势  8-11
    1.2.1 密封技术  8-9
    1.2.2 燃烧轻气炮弹丸密封  9-11
  1.3 本文主要研究内容  11-13
2 弹丸密封结构及工作机理  13-17
  2.1 裙边式密封结构  13-15
    2.1.1 加注过程中的密封  14
    2.1.2 弹丸释放过程  14-15
  2.2 剪切环式密封结构  15-17
    2.2.1 加注过程中的密封  16
    2.2.2 弹丸释放过程  16-17
3 基于ANSYS/LS-DYNA的弹丸密封结构建模  17-27
  3.1 ANSYS/LS-DYNA简介  17-19
    3.1.1 LS-DYNA的显式动力学  17-18
    3.1.2 LS-DYNA的功能特点  18
    3.1.3 ANSYS/LS-DYNA有限元分析流程  18-19
  3.2 弹丸密封结构建模  19-27
    3.2.1 几何模型的建立  19-20
    3.2.2 单元类型和材料  20-22
    3.2.3 接触设置  22-23
    3.2.4 边界条件  23
    3.2.5 有限元模型  23-26
    3.2.6 求解设置  26-27
4 仿真及结果分析  27-45
  4.1 裙边式密封结构  27-35
    4.1.1 设计参数的提取  27
    4.1.2 仿真结果分析  27-31
    4.1.3 结构参数对最大加注压力的影响  31-33
    4.1.4 密封结构对材料的要求  33-35
  4.2 剪切环式密封结构  35-41
    4.2.1 设计参数的提取  35-36
    4.2.2 仿真结果分析  36-39
    4.2.3 结构参数对最大加注压力的影响  39-41
  4.3 两种密封结构的性能比较  41-45
    4.3.1 动力响应的比较  41-43
    4.3.2 密封性能的比较  43-45
5 裙边式密封结构的改进  45-54
  5.1 结构设计与仿真分析  45-51
    5.1.1 初始密封的实现  46-48
    5.1.2 加注及弹丸启动过程中的密封  48-50
    5.1.3 挤进阻力随弹丸行程的变化规律  50-51
  5.2 结构改进前后密封性能比较  51-54
    5.2.1 结构改进前后动力响应的比较  51-52
    5.2.2 结构改进前后密封性能的比较  52-54
6 全文工作总结与展望  54-56
  6.1 全文主要工作和结论  54-55
  6.2 研究展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 弹药、引信、火工品 > 弹药 > 一般性问题 > 结构 > 弹丸、弹头、战斗部
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