药筒发射应力和抽壳力的有限元分析

应用非线性有限元方法计算药筒的发射应力和抽壳力。结构分析分别采用轴对称和三维有限元计算模型。分析表明 :由于起膛线的作用 ,轴对称模型有比较大的误差。计算数据表明 :由于药筒为薄壁圆筒结构 ,膛压的作用导致药筒内部较高的等效应力和塑性变形 ;特别是膛压下降时 ,身管的收缩又使得药筒受到反向压力作用而再次屈服 ,并使等效应力达到最大值 ,并且维持在一个常值。因此抽壳力是必要的 ,而且开栓时间对抽壳力的影响很小。讨论了初始间隙等因素对发射应力和抽壳力的影响。     

大口径火炮焊接药筒射击变形机理的启发式反演

在某大口径火炮焊接钢药筒退壳后残余变形实际测量现象规律的基础上,运用非线性有限元分析作为物理模型正问题分析工具,对火炮发射过程中影响该药筒行为的关键因素和作用机理进行启发式反演。通过有限元反演计算,揭示了筒体上热冲击引起的瞬态温升是决定药筒残余变形和抽壳阻力的一个关键因素,得到了筒体瞬态温度增量分布规律。在此基础上通过有限元分析获得的药筒抽壳阻力与实际测试结果一致。     

含压电片层合壳的有限元分析与控制仿真

本文首先针对含压电材料的一般结构，推导了按位移和电位移求解时的混合变分原理，在此基础上，通过对面电荷取变分，直接得到了含按电压驱动压电片层合壳的有限元方程，最后给出了利用压电片进行静变形和振动控制的仿真算例，并进行了分析。结果表明，本文建立的有限元方程准确、可靠。     

结构设计中的混沌优化方法及其改进

在变尺度混沌优化方法研究中．结合结构优化问题的特点,提出了一种改进的混沌优化求解算法,用来解决带有多种约束条件的结构优化设计问题。在有限元分析和优化设计软件JEFIX中实现了上述算法．并通过数值算例讨论了变尺度混沌优化方法在结构优化中的可行性及存在的问题,得到了一些重要结论。     

简支梁大变形的优化算法

提出一种求解几何非线性问题的优化算法,并研究了简支梁的几何非线性大变形问题。首先取简支梁大变形后的平衡状态为研究对象,分别创建它的变分模型和微分模型;然后基于微分模型,通过动坐标的迭代关系式求得微段端点坐标,构建微段端点未知坐标的目标函数;最后确定简支梁几何非线性大变形的最优化问题,并编制相应优化程序进行求解。通过分析典型算例,并同有限元方法的计算结果相比较,表明提出的优化算法在求解强几何非线性大变形问题中的正确性,为处理几何非线性大变形问题提供了一种新方法。     

基于三维接触有限元分析的管片等效抗弯刚度和错台研究

针对盾构隧道管片接头等效抗弯刚度预测研究中,对梁-弹簧与三维模型整体等效性考虑的不充分,以三维接触有限元计算结果作为测量信息,借助基于挠度等效的反问题求解,提出了一种确定管片接头等效抗弯刚度的新方法;并利用不同轴力-偏心距组合下的反演结果,建立了基于Kriging代理模型的轴力-弯矩-等效抗弯刚度的非线性关系,提出了由此关联的管片结构非线性问题的数值求解方法。与三维有限元结果相比,所提方法可较为准确地预测管片结构的内力和变形,表现出良好的整体等效性。此外,借助三维接触有限元分析,进一步深入探讨了螺栓孔间隙与衬垫本构关系对管片纵向错台量的影响。     

索网天线的参变量变分及非线性有限元方法

针对大型周边桁架式索网天线由拉索拉压模量不同引起的本构非线性和结构大变形引起的几何非线性问题,给出了基于参变量变分原理的几何非线性有限元方法. 首先针对含预应力索单元拉压模量不同分段描述的本构关系,通过引入参变量,导出了基于参变量及其互补方程的统一描述形式,避免了传统算法需要根据当前变形对索单元张紧/松弛状态的预测,提高了算法收敛性. 然后利用拉格朗日应变描述索网天线结构大变形问题,结合几何非线性有限元法,建立了基于参变量的非线性平衡方程和线性互补方程;并给出了牛顿-拉斐逊迭代法与莱姆算法相结合的求解算法. 数值算例验证了本文提出的算法比传统算法具有更稳定的收敛性和更高的求解精度,特别适合于大型索网天线结构的高精度变形分析和预测.      

含复合铠装层的非黏结柔性立管轴对称载荷响应

针对新型含复合材料铠装层的非黏结柔性立管,推导了各向异性复合材料拉力铠装层在内、外压和轴拉力作用下的控制方程,且考虑了载荷作用下可能出现的层间间隙,建立了非黏结柔性立管的轴对称载荷响应模型。采用循环验证算法求解,获得了管道的抗拉刚度、抗扭刚度、层间压力、层间间隙等重要参数。建立了有限元仿真模型,验证了理论模型的可靠性。算例研究表明:层间间隙出现在螺旋层与圆筒层之间,不考虑间隙时,抗拉刚度的预测值较高;相较于传统的钢质铠装层柔性管,复合铠装层管的抗拉刚度以及抗扭刚度均更大,且抗拉刚度随着管外压力增大而降低程度更小,复合铠装层在柔性立管的应用中能够达到铠装层的刚度性能要求。     

新型锚管构架在边坡加固中的应用

针对边坡病害治理工程往往存在工期紧、施工场地受限等特点,研究了一种用于边坡加固的新型结构,即锚管构架。介绍了锚管构架的组成和特点,基于Winkler理论,建立了锚管构架的力学计算模型,并编制了弹性杆系有限元计算程序。将锚管构架应用于西气东输管道沿线某填土边坡的病害治理中,结果表明,按照Winkler理论建立的计算模型较好的反映了锚管构架实际的受力和变形形态,输气管道的安全运营得到了保障。     

变截面梁动力响应的频域传递矩阵计算方法

为提高变截面梁振动分析的计算效率,提出了基于频域传递矩阵法的动力计算算法．首先,选择线速度、角速度、弯矩和剪力作为求解变量,通过Laplace变换将变截面梁的动力响应时域偏微分方程转换为频域常微分方程;然后,通过求解频域方程并结合协调和边界条件建立变截面梁的频域传递矩阵;通过构造傅里叶级数展开形式的时域响应函数,对变截面梁传递矩阵方法求解的频响函数进行Laplace逆变换,建立了变截面梁的固有特性计算和时域瞬态响应计算方法,最后,借助数值仿真软件,开发了变截面梁动力响应分析的计算程序．完成对算例的仿真计算和分析,并与有限元计算结果进行对比,数值结果验证了该方法的正确性和有效性．     

广义协调元在薄壳自由振动分析中的应用

本文采用２０个自由度的矩形平板型壳单元分析薄筒壳自由振动问题。在文献（１）的基础上，将广义协调元的应用范围扩大到了壳体分析中，目的是找出简单实用的方法分析板壳这类具有特殊性质的结构。该单元由平面应力单元和平板弯曲单元经简单叠加而成，是一种性能良好的单元。沿用常规作法非常便利，程序容易实现。经算例验证，该单元自由度少，精度较好，实用方便，适合于工程应用。     

An Evaluation of Primer Preseating in Small Caliber Cartridge Production

This work presents the findings of a study to quantify the relative effectiveness of the primer preseating operation in small caliber cartridge production. In theory, primer preseating would enable cartridge stamping tools to achieve deeper stamping penetration depths and subsequently, greater primer retention forces. This is because, with preseating incorporated in the existing small caliber cartridge production process, a cartridge stamping tool would be fully dedicated to performing the case stamping operation (rather than the simultaneous primer seating and case stamping operations it currently performs). The findings presented in this work include measured percentages of total stamping tool force dedicated to primer seating, stamping tool penetration depths with and without primer preseating and primer retention forces with and without primer preseating. These findings and their underlying principles were produced through a static force equilibrium analysis and finite element modeling and simulation studies.     

冲击载荷下自增强身管残余应力变化规律

基于有限元分析方法,建立速射火炮身管截面的有限元模型,采用直接耦合的方法,模拟了承受热应力和火药燃气压力的自紧身管在先50连发、冷却后再连发10发过程中身管的残余应力,得到并分析了残余应力的变化规律,指出内壁薄层的塑性变形和残余应力的反复变化,不利于内壁的稳定,还提出了减小残余应力变化程度的策略.     

外套有/无约束条件下波纹管扭转特性的实验研究

波纹管是一种具有极高扭转刚度，但易于失稳的弹性薄壁壳体。由于波纹管通常在很小的扭转角度下就会发生失稳，限制了其在传递扭矩方面的用途。通过实验研究发现，波纹管扭转屈曲时其材料远未到达强度极限，使得材料的利用率较低。波纹管失稳以后依然可以在一定范围内承受增大的扭矩，其在弹性范围内的扭转角度远大于屈曲发生时的扭转角度。为提高波纹管在后屈曲阶段的承载能力，采用具有合适内径的刚性外套来约束其横向弯曲变形。通过实验研究与有限元分析相结合的方法，比较了后屈曲阶段外套在提高波纹管承载能力方面的作用，两者得到了一致的结论，外套约束对波纹管后屈曲阶段的承载增加作用明显。     

The effect of oil pressure and temperature on barrel film thickness and barrel dynamics of an axial piston pump

Efficiency improvement in piston pumps and motors is a major task in pump development. Just a small improvement in efficiency can have a significant financial impact, particularly on large manufacturing plants employing many large-power pumps. According to the bibliography, effort has been concentrated in studding slipper swash plate leakage, forces, torques and slipper dynamics, but less attention has been given to the understanding the barrel dynamics and the inherent clearance between the barrel and the port plate. This paper clarifies the understanding of the complex barrel dynamics, pointing out how barrel-port plate film thickness depends on oil pressure and temperature. The paper demonstrates that mixed lubrication exist between the barrel face and the port plate under some of the conditions studied, proving that elastic metal to metal forces play an important role when studding barrel dynamics. According to the authors, more effort should be considered into properly designing the barrel sliding surface since both volumetric and mechanical efficiencies are very much dependent on this design. Fluid used hydraulic oil ISO 32.     

The study of sabot-discarding mechanism of gas-propelled APDS

I.IntroductionDifferentfromthetraditionaIarmor-piercingprojectilewithdiscardingsabot(abbreviatedtoAPDS),thegas-propeIIedAPDSautomatical1ydiscardsitssabotbasedonaerodynamicsprinciples.Simpleinstructure,itis1nadeupofarod-likeshellandacylindricalhollowsabot(…     

Numerical Modeling of Interior Ballistics Processes in Light Gas Guns

An improved procedure for modeling the operation of a light-gas gun is proposed. The motion of working bodies in both the firing chamber and the light-gas chamber is studied within the framework of the mechanics of heterogeneous media. The problem of barrel heating taking into account its melting and removal of thermal ablation products into the medium inside the bore is solved in a coupled formulation. Heat and mass transfer and friction on the barrel surface are calculated using empirical dependences. The deformable piston is considered compressible and elastoviscoplastic. Allowance is made for the presence of a clearance between the lateral surface of the piston and the barrel bore walls and the associated gas flow between the firing and the light-gas chamber. Calculation results are given.     

两模块装药点传火过程及药粒散布特性

模块装药点传火过程中药粒堆积形态对膛内起始压力波特性有重要影响,而模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒飞散过程决定了药粒最终堆积形态。为此设计了模块装药可视化点传火模拟试验装置,通过高速摄像系统,观测不同初始装填位置的两模块装药点传火、药盒破裂及药粒散布过程。试验结果表明,两模块初始装填位置远离底火端且两药盒装填间距增大时,药室内传火时间变长,两个模块药盒燃烧更充分,模块盒的破裂面增大。点传火试验结束后,药室内模拟药粒散布在以底火侧端面中心为起点的轴向195～500 mm区域。其中,药粒主要分布于药室右侧陡坡状堆积区域。基于试验建立了模块装药点传火过程中药盒破裂后药粒散布的三维非稳态气固两相流模型,并进行了模拟计算。计算得到的最终药粒散布与试验测得结果基本吻合,验证了模型的合理性。