ABAQUS狙击步枪挤进过程内弹道模拟仿真(2)
5.1 影响弹头挤进的不同因素 27
5.2 弹头壳应力应变的影响因素 28
5.3 挤进速度的影响因素 33
5.4 挤进阻力的影响因素 35
结 论 38
致 谢 40
参 考 文 献 41
1 绪论
1.1 研究背景及意义
狙击步枪作为战场上“一剑封喉”的战术性武器系统，往往可以不经意间改变战争的格局。正因如此，各国都对狙击步枪的研究格外重视。作为单兵作战武器，其存在价值便是它具有所有单兵武器中不可比拟的高精度。追根溯源，无与伦比的精度取决于弹头在膛内的起始状态。如今，在研究内弹道问题时，由于弹头在挤进阶段的现象非常复杂，涉及到高温、高速、大应变率、变载荷等问题，且经历的时间和行程都非常短，用实验准确测量比较困难。内弹道中常用静压法和截短枪管设计法来测量挤进压力[ - ]，经典内弹道模型中认为挤进压力是等于启动压力。对于狙击步枪，弹头在挤进过程中，受到各种载荷作用，并在坡膛和膛线的约束下，逐渐达到一个稳定的状态，这个状态会一直文持到弹头出枪口，从而决定弹头的起始扰动，影响弹头外弹道的性能和最终的射弹散布，所以挤进阶段的研究是非常必要的。
当然，弹头在挤进过程中几何形状的不规则性，以及所承受载荷的复杂性，采用材料力学、弹性力学的常规解法已不能得到合理的结果。然而自有限元法提出以来，实践证明，它克服了许多常规解法所遇到的数学困难，已成为一种十分有效的数值方法用于结构强度的分析和计算，并能获得比较满意的近似解。因此采用有限元法对弹头挤进过程进行研究是可行的。本文采用有限元法对狙击步枪弹头挤进过程进行建模和仿真分析，为狙击步枪弹头在内弹道和外弹道的研究提供有参考价值的经验数据。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 模拟弹头挤进实验概况
1.3.1 准静态测试
所谓准静态是指材料所受的载荷是均匀、缓慢增加的状态[ ]。目前，国内模拟弹头准静态挤进的研究装置如下图图1.1所示，其挤进加载机构如图1.2所示，由挤进丝杠、传动杆和挤进力推杆组成，用于挤进力的测试实验。实验中，主要通过电机驱动丝杠连接的推杆，代替枪弹火药燃烧后的燃气压力，将弹头缓缓压入枪管内，弹头的圆柱部与枪管膛线挤压时产生变形，受到准静态抗力，由于挤进速度缓慢，所以认为挤进阻力便和电机驱动给定的力相等[ ]。
图1.1 模拟弹头挤进装置 图1.2 挤进机构
1.3.2 动态测试
动态测试主要原理是根据牛顿第二定律，对弹头挤进身管运动分析可得挤进阻力表达式 ，其中 为弹底压力，S为身管很横截面积， 为弹头运动速度。由公式可得，若测出弹底压力和弹头位移量随时间的变化即可。该方法的测试原理示意图如图1.3所示。[14]
图1.3 靶场实验总体方案示意图
1.发射系统； 2.数据采集与分析系统； 3.弹头与测压系统；