基于随动边界的火炮身管热力联合效应数值分析

论文摘要

为探索高温高压火药燃气瞬态冲击效应对身管刚度和强度响应的影响,采用有限元方法建立了某大口径火炮身管三维数值模型,并定义了热力载荷边界随弹丸运动而变化的动态过程。通过数值计算得到了首发弹射击条件下身管温度分布演变过程,进一步分析了热冲击载荷、压力载荷以及热力联合效应对身管动态应力响应的影响。计算结果表明:轴向不同位置热冲击载荷的差异性引起轴向非均匀温度分布,使得出现较大的轴向温度梯度,带来显著的轴向温差应力;在温度响应剧烈区域,周向表现为压应力的温差应力与周向表现为拉应力的载荷应力相互叠加,使得内壁质点周向应力分量表现为拉应力与压应力的交替作用,与压力激励作用结果相比,内壁高应力区应力幅值得到一定减弱并随温度响应呈现先下降、后上升的趋势。

论文目录

• 0 引言
• 1 火药燃气热力联合效应数学模型
•   1.1 身管径向受载力学模型
•   1.2 身管温度场物理模型
•   1.3 物理场边界条件的确定
• 2 动力学模型建模
•   2.1 实体离散建模
•   2.2 边界条件建模
•     2.2.1 热力边界条件
•     2.2.2 边界条件处理
•     2.2.3 载荷边界条件
• 3 结果分析
•   3.1 身管温度响应及热应力分析
•   3.2 气体压力激励下身管应力响应
•   3.3 热力联合作用下身管应力响应
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 于情波,杨国来,葛建立

关键词: 火炮身管,随动边界,热力联合,瞬态冲击,数值分析,子程序

来源: 兵工学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 武器工业与军事技术

单位: 南京理工大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(11572158,51705253)

分类号: TJ303.1

页码: 697-707

总页数: 11

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