SPH-FEM耦合方法在弹丸膛内运动中的应用 被引量：11

1

作者 孙玉杰 崔青春 +2 位作者 丁宏民 徐坚 郭俊行 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期166-172,187,共8页

大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹... 大口径火炮弹丸膛内运动是个高度非线性冲击动力学过程,采用有限元(FEM)与光滑粒子(SPH)耦合方法,结合SPH方法处理大变形能力和FEM计算效率高的互补优势,对大变形的弹带采用光滑粒子离散,发射系统的其它结构采用有限元模拟,综合考虑弹带材料的动态力学性能及损伤行为,弹带与身管内膛摩擦界面特性及火药燃气的波尔登效应,建立了较为全面的火炮发射动力学模型,成功模拟出弹丸挤进过程和随后直膛运动。通过与任意的拉格朗日-欧拉自适应网格(ALE)仿真结果相比验证了该方法的优越性,通过对比仿真结果与试验数据验证了其有效性,获得了弹丸膛内运动过程中弹带温度、炮口振动和弹丸运动姿态的变化规律,为火炮弹炮匹配设计及精度设计提供了参考。 展开更多

关键词 膛内运动 SPH-FEM耦合方法 弹炮耦合 波尔登效应 炮口振动 运动姿态

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弹丸在膛内运动的研究 被引量：11

2

作者 芮筱亭 刘正福 陆毓琪 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第4期1-6,共6页

本文建立了弹丸前定心部紧贴膛壁运动的动力学模型。模型包括:弹丸自转、质量偏心、动不平衡、弹炮间隙、膛壁对弹丸定心部和弹带的作用、气体压力、身管的变形和振动。求得了对称弹丸在理想身管中的运动微分方程的解析解,并对某些弹炮... 本文建立了弹丸前定心部紧贴膛壁运动的动力学模型。模型包括:弹丸自转、质量偏心、动不平衡、弹炮间隙、膛壁对弹丸定心部和弹带的作用、气体压力、身管的变形和振动。求得了对称弹丸在理想身管中的运动微分方程的解析解,并对某些弹炮系统进行了计算,得出了一些有用的结论。 展开更多

关键词 对称弹丸 理想身管 膛内运动 火炮

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枪弹不同姿态挤进膛内运动及枪口扰动分析 被引量：6

3

作者 王惠源 唐晨萍 +3 位作者 程斌 卢大斌 田野 姚金杰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期14-19,共6页

以某小口径弹道枪的枪弹和身管为研究对象,建立了枪弹-身管有限元模型,结合内弹道计算结果,仿真弹头加载膛压的方式,分析了弹头在膛内运动以及弹头以不同姿态挤进的过程。仿真结果表明:弹头的扰动与膛线导程的倍数(身管线膛长度)具有周... 以某小口径弹道枪的枪弹和身管为研究对象,建立了枪弹-身管有限元模型,结合内弹道计算结果,仿真弹头加载膛压的方式,分析了弹头在膛内运动以及弹头以不同姿态挤进的过程。仿真结果表明:弹头的扰动与膛线导程的倍数(身管线膛长度)具有周期性变化的规律;姿态角过大对弹头的射击精度影响。研究结果可为身管-枪弹的匹配性设计与提高射击精度提供参考。 展开更多

关键词 膛内运动 同轴度 挤进 有限元法

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Wigner高阶谱在弹丸膛内运动分析中的应用 被引量：3

4

作者 陈曦 许建中 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期442-447,共6页

针对传统时频分布分析的时频分布图能量聚集性差、交叉项干扰严重且对噪声敏感的问题,提出了一种基于Wigner高阶谱的膛内运动弹丸回波信号处理方法。对仿真信号从能量聚集性、交叉项抑制、抗噪声三个方面进行比较研究,结果表明Wigner高... 针对传统时频分布分析的时频分布图能量聚集性差、交叉项干扰严重且对噪声敏感的问题,提出了一种基于Wigner高阶谱的膛内运动弹丸回波信号处理方法。对仿真信号从能量聚集性、交叉项抑制、抗噪声三个方面进行比较研究,结果表明Wigner高阶谱进行高阶多项式调频信号瞬时频率估计具有优势。对某型炮弹实测数据采用基于MATLAB的Wigner三谱对角切片算法获得时频分布图。提取时频分布图的时频脊线得到瞬时频率曲线。由多普勒效应公式反演出膛内弹丸的速度、加速度曲线。与实验结果相比:炮口速度相对误差为1.34%,弹丸运动距离与炮管实长的相对误差各为0.52%。验证了在强噪声环境下,Wigner高阶谱分析是膛内运动弹丸回波信号处理的一种更准确有效的方法。 展开更多

关键词 高阶谱 弹丸 膛内运动 时频分析 回波信号 高阶多项式 调频信号

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弹丸膛内运动姿态实时测量系统 被引量：2

5

作者 李观涛 任国民 +1 位作者 余劲天 张淑清 《弹道学报》 CSCD 北大核心 1997年第2期54-57,共4页

弹丸在膛内攻角的变化及其影响因素是发射动力学研究的重要内容，而测量弹丸攻角变化是实现此项研究的前提．最近研究成功的一种专门测量弹丸膛内运动姿态变化的实时测量系统，其构成及测量原理做了介绍，该系统在保证有足够量程的前提... 弹丸在膛内攻角的变化及其影响因素是发射动力学研究的重要内容，而测量弹丸攻角变化是实现此项研究的前提．最近研究成功的一种专门测量弹丸膛内运动姿态变化的实时测量系统，其构成及测量原理做了介绍，该系统在保证有足够量程的前提下，具有测角灵敏度的高精度和高采样频率，并实现了实时测量．最后提供了实弹射击试验和由此得出的弹丸膛内运动攻角变化曲线和炮管振动曲线． 展开更多

关键词 发射动力学 射击试验 弹丸 膛内运动姿态

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APFSDS膛内运动的数值模拟

6

作者 沈坚平 徐明友 杨启仁 《弹道学报》 CSCD 1996年第3期80-83,共4页

ＡＰＦＳＤＳ发射过程中膛内运动形成的初始扰动是影响ＡＰＦＳＤＳ射击密集度的主要扰动因素．以某型ＡＰＦＳＤＳ为背景，利用ＡＰＦＳＤＳ膛内一般运动的数学模型，对发射中ＡＰＦＳＤＳ膛内运动过程进行了数值模拟，并对影响ＡＰＦ... ＡＰＦＳＤＳ发射过程中膛内运动形成的初始扰动是影响ＡＰＦＳＤＳ射击密集度的主要扰动因素．以某型ＡＰＦＳＤＳ为背景，利用ＡＰＦＳＤＳ膛内一般运动的数学模型，对发射中ＡＰＦＳＤＳ膛内运动过程进行了数值模拟，并对影响ＡＰＦＳＤＳ初始参数的主要因素进行了分析。 展开更多

关键词 尾翼稳定脱壳 穿甲弹 膛内运动 数值模拟

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大口径火炮膛线结构对滑动弹带弹丸膛内运动影响的数值分析 被引量：16

7

作者 许耀峰 丁宏民 +1 位作者 徐坚 宁变芳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2148-2156,共9页

以大口径身管火炮发射减旋滑动弹带制导弹药时弹丸-身管耦合系统为研究对象,基于弹塑性有限元理论,建立某大口径火炮线膛身管与制导炮弹耦合动力学有限元模型。数值计算了渐速膛线、等齐膛线、混合膛线(渐速膛线+等齐膛线)3种不同膛线... 以大口径身管火炮发射减旋滑动弹带制导弹药时弹丸-身管耦合系统为研究对象,基于弹塑性有限元理论,建立某大口径火炮线膛身管与制导炮弹耦合动力学有限元模型。数值计算了渐速膛线、等齐膛线、混合膛线(渐速膛线+等齐膛线)3种不同膛线形式和深、浅两种膛线深度条件下,制导炮弹在挤进阶段和膛内运动过程中的弹炮应力、挤进阻力以及弹炮动力学响应,获得了大口径火炮膛线结构对滑动弹带制导弹丸膛内运动的影响关系,为弹炮一体化设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 火炮膛线结构 滑动弹带 弹丸膛内运动 有限元法

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高温引起的弹头壳铜被甲材料性能变化对弹头膛内运动影响 被引量：5

8

作者 杨宇召 徐诚 樊黎霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1074-1081,共8页

为了研究高温下铜被甲弹头在膛内运动状况,通过高温拉伸试验得到枪管材料和弹头壳铜被甲材料的力学性能参数,建立了铜被甲弹头在全枪管中的挤进运动有限元模型。该模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲以及铜被甲材料在不同温度时的力学... 为了研究高温下铜被甲弹头在膛内运动状况,通过高温拉伸试验得到枪管材料和弹头壳铜被甲材料的力学性能参数,建立了铜被甲弹头在全枪管中的挤进运动有限元模型。该模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲以及铜被甲材料在不同温度时的力学性能。通过数值模拟研究了弹头挤进过程以及弹头在膛内运动姿态,分析了铜被甲弹头在不同温度下的挤进阻力、材料流动及变形。计算结果表明,温度越高,弹头在膛内变形越大,前进阻力也越大,弹头头部铜被甲弯曲程度越厉害;对弹头运动姿态进行分析后发现,温度越高,弹头在膛内摆动角越大,说明了热枪状态下铜被甲弹头的射击精度会下降,射弹散布变大。 展开更多

关键词 弹头 铜被甲 弹头挤进 弹头受力变形 膛内运动

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弹丸结构参数对膛内运动的影响分析 被引量：3

9

作者 岳永丰 吴群彪 沈培辉 《兵工自动化》 2013年第3期35-38,共4页

基于弹性碰撞的恢复系数,提出一种重点考虑弹丸设计参数的弹丸膛内运动模型,分析了弹丸的主要结构参数对膛内运动的影响。模型中没有采用把恢复系数看作常数的近似方法,而是对弹炮系统的简化模型进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部... 基于弹性碰撞的恢复系数,提出一种重点考虑弹丸设计参数的弹丸膛内运动模型,分析了弹丸的主要结构参数对膛内运动的影响。模型中没有采用把恢复系数看作常数的近似方法,而是对弹炮系统的简化模型进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部径向速度变化的函数关系。以155 mm榴弹的特征参数为计算量,对影响弹丸膛内运动的各因素进行了实例计算和分析。结果表明:弹丸结构参数的变化与膛内运动特性之间存在一般规律性,对选用合理的弹丸结构来保证膛内运动的正确性有一定的应用价值。 展开更多

关键词 弹丸 结构参数 膛内运动 恢复系数

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恢复系数对弹丸膛内运动参数的影响 被引量：3

10

作者 岳永丰 沈培辉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期77-80,共4页

弹丸膛内运动过程中,将其前定心部和膛壁碰撞的恢复系数看成定值,不能真实反映弹丸运动过程。实际上,恢复系数是随前定心部撞击膛壁的速度而变化的。通过对弹炮模型简化成的单球碰撞系统进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部径向速度... 弹丸膛内运动过程中,将其前定心部和膛壁碰撞的恢复系数看成定值,不能真实反映弹丸运动过程。实际上,恢复系数是随前定心部撞击膛壁的速度而变化的。通过对弹炮模型简化成的单球碰撞系统进行有限元仿真,得到恢复系数随前定心部径向速度变化的函数关系。将上述关系应用于弹丸膛内运动的数学模型,计算结果与测量结果基本一致,因此考虑恢复系数的变化具有一定的合理性。 展开更多

关键词 恢复系数 膛内运动 弹丸

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高速旋转弹丸炸药装药在膛内运动中底层温度的数值模拟 被引量：2

11

作者 彭嘉诚 蒋建伟 廖伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1783-1791,共9页

针对装填压装药柱的高速旋转弹丸发射安全性问题,基于摩擦产热-热传导-升温理论,建立弹丸炸药装药在膛内运动过程中因摩擦引起的温度变化计算模型。以某大口径高速旋转弹丸出膛后掉弹事故为计算实例,采用通用仿真分析软件LS-DYNA数值模... 针对装填压装药柱的高速旋转弹丸发射安全性问题,基于摩擦产热-热传导-升温理论,建立弹丸炸药装药在膛内运动过程中因摩擦引起的温度变化计算模型。以某大口径高速旋转弹丸出膛后掉弹事故为计算实例,采用通用仿真分析软件LS-DYNA数值模拟该弹丸在膛内运动全过程,获取装药底面压力和装药与弹体相对角速度随时间变化规律,并结合MATLAB软件获取其具体函数形式,最终计算得到装药在膛内运动过程中的温度变化。计算结果表明:环境温度为50℃时,膛内炸药装药与弹体发生显著相对转动,在装药底面发生强摩擦、产生大量热量,向装药热传导后致使底层炸药升温,温度最高达302.3℃,远高于炸药热分解温度;热点将在装药表面大量产生,并在弹体内密闭空间快速成长,最终引发装药燃爆,造成掉弹事故;所提计算方法可为该类弹丸炸药装药结构设计和工艺改进提供理论参考。 展开更多

关键词 高速旋转弹丸 炸药装药 发射安全性 膛内运动 炸药装药温度模型 数值模拟

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掠飞末敏弹膛内运动过程仿真研究

12

作者 刘高 檀艳朝 +3 位作者 刘荣忠 郭锐 袁军 赵博博 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期125-129,共5页

基于Adams软件对掠飞末敏弹的膛内运动过程进行了动力学仿真分析。考虑掠飞末敏弹的结构非对称性,重点分析了质心位置、转动惯量等结构因素对掠飞末敏弹膛内运动正确性的影响。仿真结果分析表明:弹丸结构非对称时,弹丸与炮膛间接触次数... 基于Adams软件对掠飞末敏弹的膛内运动过程进行了动力学仿真分析。考虑掠飞末敏弹的结构非对称性,重点分析了质心位置、转动惯量等结构因素对掠飞末敏弹膛内运动正确性的影响。仿真结果分析表明:弹丸结构非对称时,弹丸与炮膛间接触次数和受力大小均明显增大;弹丸质心位置改变造成接触力增大,初始摆动角增大;转动惯量改变时,初始摆动角增大。 展开更多

关键词 起始扰动 膛内运动 转动惯量 摆动角

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弹丸膛内运动研究 被引量：1

13

作者 王俊 蒋泽一 《装备制造技术》 2014年第4期65-66,共2页

弹丸膛内运动是火炮发射过程的重要组成部分,其显著特点是过程极短,受力复杂。身管与弹丸的相互作用,严重影响火炮射击精度,直接制约着武器效能的发挥。对近年来国内外膛内运动情况进行了深入分析,最后指出关键性的待解决问题与发展方向... 弹丸膛内运动是火炮发射过程的重要组成部分,其显著特点是过程极短,受力复杂。身管与弹丸的相互作用,严重影响火炮射击精度,直接制约着武器效能的发挥。对近年来国内外膛内运动情况进行了深入分析,最后指出关键性的待解决问题与发展方向,可为身管与弹丸设计提供一定理论参考。 展开更多

关键词 弹丸 身管 膛内运动

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热身管下小口径枪弹弹头壳材料对其膛内运动的影响规律

14

作者 黄陈磊 蒋明飞 +2 位作者 陈莉 李忠新 吴志林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2241-2251,共11页

针对95-1式自动步枪多发射击过程中枪管温度过高、射弹散布变大的现象,以5.8 mm枪弹为研究对象,开展热身管下不同弹头壳材料对其膛内运动的影响规律研究,并通过射击试验进行验证。基于传热学基本原理,借助有限元手段建立多物理场耦合下... 针对95-1式自动步枪多发射击过程中枪管温度过高、射弹散布变大的现象,以5.8 mm枪弹为研究对象,开展热身管下不同弹头壳材料对其膛内运动的影响规律研究,并通过射击试验进行验证。基于传热学基本原理,借助有限元手段建立多物理场耦合下弹头膛内运动模型。研究结果表明:常温时铜弹头壳弹头膛内摆角小于覆铜钢弹头壳弹头,增幅随身管温度升高明显;相同膛压条件下,铜弹头壳弹头出膛口速度低于覆铜钢弹头壳弹头,在射击30发和60发后,铜弹头壳弹头出膛口速度随着身管温度升高分别减小2.2 m/s、1.8 m/s,膛内运动时间增加2.6μs、4.7μs,覆铜钢弹头壳弹头出膛口速度分别降低0.7 m/s和增大1.4 m/s,膛内运动时间减小1.7μs、0.8μs;所得研究成果可为轻武器弹药设计提供理论参考。 展开更多

关键词 弹头壳材料 射击精度 膛内运动 热身管 多物理场

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迫击炮弹在膛内运动姿态、速度测试方法初探 被引量：3

15

作者 王斌 《兵工标准化》 1999年第4期18-20,8,共4页

利用现有仪器设备测量迫击炮弹在膛内、炮口运动速度、飞行姿态,这种测试方法的工作原理是将迫击炮弹在膛内的不可见、不可近运动转化为可见、可读、可写的光点运动,以此获取迫击炮弹在膛内、炮口运动的参量。虽然此方案仅是一个理论上... 利用现有仪器设备测量迫击炮弹在膛内、炮口运动速度、飞行姿态,这种测试方法的工作原理是将迫击炮弹在膛内的不可见、不可近运动转化为可见、可读、可写的光点运动,以此获取迫击炮弹在膛内、炮口运动的参量。虽然此方案仅是一个理论上的探讨,还没有来得及验证,但其方案的提出将会对弹丸在膛内、炮口(主指后效期)运动参数测试提供一个有益的启发和参考,以期推动迫击炮弹测试水平的发展和提高。 展开更多

关键词 迫击炮弹 运动速度 飞行姿态 测试 膛内运动

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弹丸膛内运动两类模型的讨论

16

作者 申国太 《弹箭与制导学报》 CSCD 1994年第3期33-37,共5页

对当前研究弹丸膛内运动规律的两类模型（即假定弹带中心沿炮膛轴线运动模型和没有此假定的一般模型）进行了分析研究，以平衡弹丸为例进行了计算。认为假定弹带中心沿地膛轴线运动模型不能反映弹丸真实的膛内运动规律．在研究实际问题... 对当前研究弹丸膛内运动规律的两类模型（即假定弹带中心沿炮膛轴线运动模型和没有此假定的一般模型）进行了分析研究，以平衡弹丸为例进行了计算。认为假定弹带中心沿地膛轴线运动模型不能反映弹丸真实的膛内运动规律．在研究实际问题时，建议用后一种模型． 展开更多

关键词 弹丸 平衡 计算方法 膛内运动 弹药

全文增补中

膛内旋转弹丸微运动建模研究

17

作者 李美兰 吴宁宁 +2 位作者 王雄志 黄嘉智 韩永金 《制导与引信》 2021年第3期23-31,共9页

针对弹丸膛内运动姿态测试的问题,建立弹丸在线膛炮膛内运动的微多普勒模型,采用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布和Hilbert-Huang变换三种时频分析方法对弹丸回波信号进行分析。研究结果表明:若是获取纵向运动信息,STFT处理微... 针对弹丸膛内运动姿态测试的问题,建立弹丸在线膛炮膛内运动的微多普勒模型,采用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布和Hilbert-Huang变换三种时频分析方法对弹丸回波信号进行分析。研究结果表明:若是获取纵向运动信息,STFT处理微多普勒能量占比小的膛内运动弹丸回波信号的精度最高,曲线平滑;若是获取微运动信息,对于微多普勒能量占比大的弹丸回波信号,使用Hilbert-Huang变换和Wigner-Ville分布效果好,其中Hilbert-Huang变换得到的瞬时频率信息更加精准、误差更小。 展开更多

关键词 膛内运动弹丸 微多普勒 短时傅里叶变换 Wigner-Ville变换 HILBERT-HUANG变换

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膛内时期弹丸与身管碰撞过程分析 被引量：6

18

作者 刘军 邵小军 +2 位作者 曾志银 宁变芳 杨雕 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2018年第2期33-37,共5页

弹丸与身管碰撞是影响弹丸膛内动力响应的主要因素之一。基于建立的弹丸身管耦合非线性动力学模型,分析了膛内运动时期弹丸前定心部与身管的碰撞过程,包括碰撞力大小和碰撞状态,并分别研究了身管有无弯曲、弹丸质量偏心等因素对碰撞过... 弹丸与身管碰撞是影响弹丸膛内动力响应的主要因素之一。基于建立的弹丸身管耦合非线性动力学模型,分析了膛内运动时期弹丸前定心部与身管的碰撞过程,包括碰撞力大小和碰撞状态,并分别研究了身管有无弯曲、弹丸质量偏心等因素对碰撞过程的影响。结果表明:将弹丸简化为刚体来研究弹炮耦合过程存在局限性;身管弯曲和弹丸质量偏心均使碰撞力增大,其中身管弯曲相对于无弯曲使碰撞-弹回运动次数增加,弹丸质量偏心使贴膛运动时间延长。分析结果加深了对弹丸身管碰撞物理过程的认识,可为进一步深入研究弹丸膛内运动提供理论指导。 展开更多

关键词 膛内运动 弹丸 身管 碰撞

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弹丸定心部与炮膛接触作用研究 被引量：1

19

作者 王兆胜 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期22-26,共5页

建立定心部与炮膛碰撞作用模型，导出定心部上碰撞点速度改变的精确表达式。给出碰撞对弹丸运动参数改变影响的一组方程组，为弹丸的起始扰动研究提供了基础。

关键词 膛内运动 碰撞 冲量 弹丸 定心部 炮膛 运动

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不平衡量对弹丸膛内稳定性影响的仿真分析 被引量：2

20

作者 廖伟 蒋建伟 +2 位作者 邱浩 王昕 彭嘉诚 《弹箭与制导学报》 北大核心 2019年第6期160-163,170,共5页

弹丸的偏心质量对膛内运动稳定性有较大影响,为探究其具体作用机理,对偏心质量形成的静不平衡和力偶不平衡两种典型状态进行仿真研究,得到了弹丸横向过载、章动角和弹炮轴线距随行程的变化规律。研究结果表明:当弹丸处于静不平衡或力偶... 弹丸的偏心质量对膛内运动稳定性有较大影响,为探究其具体作用机理,对偏心质量形成的静不平衡和力偶不平衡两种典型状态进行仿真研究,得到了弹丸横向过载、章动角和弹炮轴线距随行程的变化规律。研究结果表明:当弹丸处于静不平衡或力偶不平衡态时,横向过载、章动角和弹炮轴线距皆明显增加,炮口段尤为显著;横向过载、章动角能很好地反映弹丸在膛内的不稳定摆动,适用于表征弹丸在膛内的不稳定性。 展开更多

关键词 膛内运动 不平衡量 弹丸稳定性 有限元法

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