火炮是戰(zhàn)爭之神,在戰(zhàn)場上發(fā)揮著無可代替的作用,但即便在科技高度發(fā)達的今天,仍然難以在防護性、機動性和火力可持續(xù)性方面取得較為全面的性能。在該背景下,將越野車與火炮組合在一起形成車載榴彈炮,在滿足火力攻擊要求的前提下,盡可能地提高作戰(zhàn)機動性,成為了非常務(wù)實的選擇。車載榴彈炮自誕生之初就受到了廣泛的關(guān)注,但榴彈炮在發(fā)射炮彈過程中產(chǎn)生高溫高壓的氣體,可能會對駕駛室造成沖擊損壞,威脅車內(nèi)的人員安全,因此車載榴彈炮的研發(fā)過程中一個關(guān)鍵的問題便是如何將車與炮有機結(jié)合到一起。本文以某型車載榴彈炮為研究對象,通過流場數(shù)值模擬,計算出炮口沖擊波在駕駛室表面形成的超壓,并結(jié)合瞬態(tài)動力學方面的理論知識,仿真計算駕駛室的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。利用疲勞耐久性的理論與分析方法,對駕駛室進行了疲勞特性分析,并對駕駛室進行了輕量化分析研究。論文首先建立了火炮與駕駛室附近的流場模型,對炮口沖擊波流場進行了仿真分析,得到了駕駛室表面的超壓數(shù)據(jù)。通過試驗對駕駛室的表面超壓進行了驗證。隨后根據(jù)流場計算提取出監(jiān)測表面的平均超壓載荷曲線,對駕駛室結(jié)構(gòu)進行瞬態(tài)動力學響應(yīng)分析,并將動力學分析結(jié)果作為輸入計算沖擊波作用下的駕駛室疲勞特性。最后針對...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?初始流場示意圖??，，，

壓縮周圍大氣，從而形成炮口初始流場［３７］，其形狀隨時間而變化。??炮口附近形成初始瓶狀激波和初始馬赫盤，隨著時間的推移，初始沖擊波不斷向外??傳播，瓶狀激波區(qū)也沿著軸向和徑向不斷擴大。初始流場如圖２．１所示：??ｔＯ始沖擊波??Ｘｖ??＼．?Ｖ／?初始馬＃盤??初始《狀＊波??....

圖２．２?初始流場發(fā)展過程??彈丸初速越高，初始激波到達炮口時刻越早

壓縮周圍大氣，從而形成炮口初始流場［３７］，其形狀隨時間而變化。??炮口附近形成初始瓶狀激波和初始馬赫盤，隨著時間的推移，初始沖擊波不斷向外??傳播，瓶狀激波區(qū)也沿著軸向和徑向不斷擴大。初始流場如圖２．１所示：??ｔＯ始沖擊波??Ｘｖ??＼．?Ｖ／?初始馬＃盤??初始《狀＊波??....

圖２．３?炮口制退器圖??

相對于不帶有炮口制退器的炮口流場而言，帶有炮口制退器的炮口流場要復雜得多。??當沖擊波經(jīng)過制退器時，部分氣體從其側(cè)孔溢出，溢出的這部分氣體會形成獨立的氣體??流場。帶有炮口制退器的炮口流場示意圖如圖２．４所示，最前端的是冠狀沖擊波，隨后??便是中央彈孔沖擊波，還有向外膨脹的側(cè)孔沖....

圖２．４?帶制退器的炮口流場示意圖??

其中，計算流體力學（ＣＦＤ）?涉及計算機科學、流體力學、偏微分方程的??數(shù)學理論、數(shù)值分析、計算幾何等眾多領(lǐng)域，具有非常強的理論性和應(yīng)用性。??利用計算流體力學進行一些數(shù)值模擬仿真計算的主要流程如圖２．５所示：??｜建立控制方程Ｉ???１?［???確定初始條件及邊界條件???Ｙ?....

本文編號：3995309