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    11

    3.2.3  设置分析步骤 11

    3.2.4  定义接触面和接触对 12

    3.3.5  定义载荷及边界条件 15

    3.3  有限元计算 16

    4   结果分析 17

    4.1  弹带应力应变、接触压力结果分析 17

    4.1.1  弹带应力应变结果分析 17

    4.1.2  挤进过程中的接触压力结果分析 19

    4.2  弹带的动力学结果分析 21

    4.3  弹带的挤进阻力结果分析 23

    结  论 25

    致  谢 26

    参考文献 27

    1  绪论

    1.1   研究背景

     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]

    火炮发射过程中，弹丸挤进过程是一个极其重要及复杂的过程。弹丸首先由人力或输弹器推送入膛，弹丸以一定的初速度进入炮膛，弹带与坡膛发生碰撞并卡在坡膛，以固定弹丸并在发射时起到密闭火药气体的作用。击针击发点燃底火后，随着火药燃气压力的增大，弹丸开始运动，弹带嵌入膛线而产生塑性变形，并逐步挤入身管内。弹丸弹带的直径比身管内膛的阳线直径略大，故弹丸开始运动后，其弹带是逐渐挤进膛线的，挤进阻力不断增加;当弹带完全挤进膛线后，阻力达到最大值，此时弹带被磨出沟槽并与膛线吻合，这个过程即为弹丸的挤进过程。

    由于弹带几何形状的不规则性以及所承受载荷的复杂性，采用传统力学的常规解法己无法得到合理的结果。常规的计算方法只能作为定性分析的参考和依据;另外，由于对挤进过程中弹带的变形情况进行观察和实验研究也比较困难，所以进行弹丸挤进的数值模拟试验是很有必要的，也应该是可行的。

    1.2  研究意义

    弹丸的而挤进过程属于冲击动力学问题，而且挤进过程中弹带与身管内膛会发生接触变形，这又设计弹塑性接触力学问题，这就加大了对挤进过程进行研究的难度。

    本课题拟解决不同弹带材料与挤进过程中所受阻力的关系。针对不同材料的弹带在相同加载情况下的挤进阻力进行研究，得到其对应的挤进速度、位移和应力应变情况。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，从而为弹带材料的选择提供理论依据。因此，弹丸挤进过程的研究具有重要的意义。论文网

    1.3  研究方法的选择

    弹丸的挤进过程是一个大的变形接触类问题，其中包含摩擦、过盈配合等影响因素。在接触中要受到摩擦力，火药燃气的压力等因素的印象。整个挤进过程是一个高度非线性的过程，所以在分析结构的过程中选用有限元法。

    有限元法的出现为结构强度分析问题提供了一种十分有效的数值方法。它克服了许多常规解法所遇到的数学困难，尤其对于具有复杂几何形状的结构，可以获得较为满意的近似结果，因此采用有限元法分析挤进问题也是可行的。

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