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炮口新型炮口制退器试验装置

收藏本文 2024-02-17 点赞:3341 浏览:8310 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:炮口制退器属于火炮反后坐装置,对火炮的轻量化、机动性具有重要的作用。针对传统炮口制退器测试策略的缺点,基于火炮试验证明炮口制退器结构特点量只与结构有关,本论文提出用接近常温的中压压缩空气(小于5MPa)代替燃气并能实现数字化和自动化制约的炮口制退器试验策略。通过制约体积法,结合炮口制退器结构特点量的定义,推导了炮口制退器在定常流和非定常流下以炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力为主要物理量的计算算式,并设计了测试炮口制退器入口截面气流总压和炮口制退器内壁面所受轴向力的测试策略。考虑到接近常温的中压压缩空气和高压燃气的区别,用计算流体力学策略计算了炮口制退器在不同的入口总压、入口总温、定常流、非定常流、不同种类气体下炮口制退器的结构特点量,计算结果表明,炮口制退器的结构特点量与入口总压、入口总温、定常流、非定常流和气体种类都没有联系,由此得出可以用接近常温的中压压缩空气代替传统的燃气进行试验的结论。提出炮口制退器几何相似到同一口径尺寸炮口制退器进行试验的策略,并用计算流体力学验证了几何相似的炮口制退器结构特点量相等。根据基于炮口制退器结构特点量的试验策略特点和试验装置需要达到的功能要求,对试验装置的总体案例、试验装置的结构组成进行了设计,并对主要零部件的结构和它们之间的连接策略进行了初步设计。最后,用一真实的炮口制退器用基于结构特点量的试验策略,用计算流体力学模拟试验历程,计算得到了其结构特点量、后效期作用系数和效率,计算结果证明其效率符合设计指标要求。关键词:炮口制退器论文结构特点量论文计算流体力学论文试验案例论文结构设计论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    1 绪论8-13

    1.1 课题探讨的背景和作用8-9

    1.2 炮口制退器的探讨概况9-11

    1.3 计算流体力学11-12

    1.4 论文的主要探讨内容12-13

    2 试验策略13-29

    2.1 试验策略依据13-22

    2.1.1 炮口制退器的重要特点量及其联系13-16

    2.1.2 获得炮口制退器性能特点量的试验策略及比较16-20

    2.1.3 基于结构特点量的试验策略的推导20-22

    2.2 入口截面气流总反力测量策略设计22-26

    2.2.1 入口截面气流总反力的计算式浅析运用22-23

    2.2.2 收缩喷管和拉伐尔喷管在试验装置上的运用23-24

    2.2.3 基于总压的入口截面气流总反力测量策略24-26

    2.3 内壁面轴向力测量策略设计26-28

    2.3.1 自由射流特点的运用26

    2.3.2 消除外壁面影响的内壁面轴向力测量策略26-28

    2.4 本章小结28-29

    3 试验策略论证29-53

    3.1 概述29

    3.2 入口截面气流马赫数为1的CFD验证29-32

    3.2.1 马赫数为1的作用30

    3.2.2 马赫数沿收缩管段的计算浅析30-32

    3.3 总压沿收缩管段的CFD计算32-34

    3.3.1 不同总压测试位置的比较浅析32-33

    3.3.2 总压沿收缩管段的计算浅析33-34

    3.4 外壁面受大气压对内壁面轴向受力的影响34-35

    3.4.1 不足概述34-35

    3.4.2 对内壁面轴向力影响的计算浅析35

    3.5 气流状态无关性证明35-47

    3.5.1 气流状态无关性的重要作用36

    3.5.2 入口总压无关性验证36-44

    3.5.3 入口总温无关性验证44-47

    3.6 气体种类无关性证明47-49

    3.6.1 气体种类无关性的重要作用47-48

    3.6.2 气体种类无关性验证48-49

    3.7 相似炮口制退器的结构特点量特点49-51

    3.7.1 尺寸大小无关性作用49-50

    3.7.2 尺寸无关性验证50-51

    3.8 本章小节51-53

    4 试验案例和主要结构设计53-64

    4.1 试验装置的总体案例设计53-56

    4.1.1 设计要求53

    4.1.2 试验装置的组成及功能53-55

    4.1.3 炮口制退器相似设计55-56

    4.1.4 试验操作流程及注意事项56

    4.2 管道壁厚设计56-57

    4.2.1 壁厚设计的基本要求56

    4.2.2 壁厚计算56-57

    4.3 炮口制退器和滑动连接管段的连接设计57-58

    4.4 滑动连接管段结构设计58-60

    4.4.1 滑动连接管段作用概述58-59

    4.4.2 滑动连接管段结构设计注意事项59

    4.4.3 滑动连接管段结构形式59-60

    4.5 传感器安装设计60-61

    4.6 支架设计61

    4.7 安全结构及措施61-62

    4.8 本章小节62-64

    5 实例仿真计算64-70

    5.1 概述64

    5.2 计算模型64-67

    5.2.1 几何模型简化64-66

    5.2.2 计算区域设定及网格划分66-67

    5.2.3 物理模型设置67

    5.3 求解计算及结果67-68

    5.4 结果浅析68-69

    5.5 本章小结69-70

    6 工作总结与展望70-72

    6.1 工作总结70-71

    6.2 后续展望71-72

    致谢72-73

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