3.3 有限元计算 25

4 结果分析 25

4.1 弹带应力应变结果分析 25

4.2 弹丸动力学结果分析 27

4.3 弹带受到的反作用力分析 31

结论 33

致谢 34

参考文献 35

1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.1.1 课题研究的背景

火炮是利用火药燃气压力等能源抛射弹丸，口径等于和大于20mm的身管射击武器。火炮自问世以来，就以其巨大的威力而成为地面战场的主要火力武器。火炮经过长期的发展，逐渐形成了多种具有不同特点和不同用途的火炮体系，成为战场中火力作战的重要手段，大量装备世界各国陆、海、空三军。火炮的发展是与社会进步分不开的。火炮技术的发展与战争也是密不可分的。科学技术的发展带动着军事技术的发展，军事技术的发展带动着火炮技术的发展。[1]

大口径火炮通常采用药筒分装式，弹丸由人力或输弹器推送入膛，弹丸入膛后一般靠(弹带与坡膛接触)惯性卡膛。弹丸的受力及卡膛姿态的一致性是弹丸装填的重要参数，也是自动供输弹系统的一项重要设计指标。目前，在自动供输弹系统中对输弹机输弹速度没有明确的规定，对弹丸在装填到位时应具有的运动参数还缺乏标准化的研究和实验数据。而且弹丸的卡膛深度决定了弹丸内弹道最起始的状态，不同的卡膛深度会导致整个内弹道过程的不一致。由于这些基础性研究数据的缺乏，使得在进行输弹系统设计时无科学依据可循，设计受到极大制约，不仅对供输弹系统本身而且对火炮整体性能都产生了负面影响。

1.1.2 课题研究的意义

弹丸的惯性卡膛过程属于瞬态冲击动力学问题，而且卡膛过程中弹带与坡膛发生接触变形这又涉及弹塑性接触力学问题，这就加大了对卡膛过程进行研究的难度。目前，关于不同输弹速度下的弹带卡膛深度的研究报道尚不多见，对弹丸卡膛过程中的力学过程还需要进一步分析。现有文献资料对强制输弹阶段的研究较多，但几乎没有惯性输弹阶段对输弹卡膛影响的论述。[2]

本课题拟在解决输弹速度与弹丸卡膛深度以及弹丸所受阻力的关系。针对不同卡膛速度下弹带卡膛深度进行研究，得到其对应的卡膛深度和受力情况，不仅能得到弹丸在各种装填条件下的卡膛状态和卡膛稳定性，也能为自动供输弹系统中的输弹机提供设计依据。通过本课题的研究，可以得出弹丸弹带与身管的摩擦之间的关系，从而为材料的选择提供理论依据。因此，对不同输弹速度下的弹带卡膛深度的研究具有重要的意义。

1.2 国内外研究现状

2有限元法基本理论及分析软件简介

2.1 有限元法简介

2.1.1有限元法原理简介

有限元法的主要思想是通过离散化连续体的方法，把一个弹性连续体划分为有限大小的、彼此只在有限个点连接的有限单元组合体来研究，寻求适应控制方程并满足边界条件和连续条件的有效值方法。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

有限元法的基本思想可归纳如下：首先将表示结构的连续体离散为若干个子域(单元)，单元之间通过其边界上的节点相连接成组合体，然后用每个单元内所假设的近似函数分片地表示全求解域内待求的未知场变量，每个单元内的近似函数用未知场变量函数在单元各个节点上的数值和与其对应的插值函数表示。由于在连接相邻单元的节点上，场变量函数具有相同的数值，因而将它们用作数值求解的基本未知量，并且将求解原函数的无穷多自由度问题转化为求解场变量函数节点值的有限自由度问题，最后利用和原问题数学模型等效的变分原理或加权余量法，建立场变量的代数方程组或常微分方程组，再应用数值方法求解问题的精确解。[16]