埋头弹高速冲击挤进入膛特性研究

作     者：师军飞 钱林方 陈红彬 付佳维 SHI Junfei;QIAN Linfang;CHEN Hongbin;FU Jiawei

作者机构：南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 西北机电工程研究所陕西咸阳712099 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年第44卷第3期

页      面：656-669页

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U2141246、11702137) 

主　　题：埋头弹 内弹道 冲击挤进 FEM-SPH耦合算法 弹丸姿态 挤进阻力 

摘      要：为研究埋头弹高速冲击挤进入膛过程的力学机理和运动规律,将某40 mm口径埋头弹火炮作为对象,分析建立其内弹道过程的数理模型,并通过实弹射击试验验证内弹道模型的准确性。考虑界面间的摩擦和接触特性,采用FEM-SPH耦合算法建立了高速冲击挤进模型,将内弹道数值解作为边界条件,通过数值计算得到弹带变形、弹丸运动、弹丸姿态和挤进阻力等变化规律。研究结果表明:所建立的弹道模型准确合理,弹丸的初始上膛速度为78.2 m/s;整个挤进过程分为减速挤进和加速挤进阶段,两阶段之间弹丸处于准静止状态,减速挤进过程中弹丸姿态发生周期性的变化,摆动角幅值不断下降,加速挤进过程,摆动角迅速增大,随着挤进完成摆动角呈现出减小的趋势,完成挤进用时2.65 ms,完成挤进时弹丸速度为73.92 m/s;挤进过程弹带表面温度接近材料熔点;动态挤进阻力呈现两次“上升-下降过程,最大挤进阻力为95.288 kN,完全挤进时阻力降低并稳定到10 kN。