身管內(nèi)多物理場(chǎng)耦合分析.pdf

1、機(jī)槍是現(xiàn)代陸軍最重要的火力武器之一，具有威力大、射程遠(yuǎn)、重量輕、機(jī)動(dòng)性好等特點(diǎn)，是打擊一公里內(nèi)火力點(diǎn)和輕型裝甲目標(biāo)最經(jīng)濟(jì)最有效的手段。射擊時(shí)，機(jī)槍身管處在高溫高壓高速火藥流體的沖擊和彈丸的機(jī)械摩擦雙重作用下，隨著射擊次數(shù)或射速的提高最終引起身管膛線磨損、彈丸初速度降低、射擊精度下降，研究認(rèn)為熱沖擊作用是引發(fā)這些故障的主要原因，故研究機(jī)槍身管在射擊時(shí)瞬態(tài)溫度場(chǎng)的變化規(guī)律和應(yīng)力分布對(duì)身管的壽命預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇具有重要的意義。

2、　　本文研究了身管在射擊時(shí)的傳熱過程以及火藥流體在身管內(nèi)的流動(dòng)過程，建立了身管傳熱和火藥流動(dòng)的數(shù)值模型，采用借助MpCCI多物理場(chǎng)耦合計(jì)算平臺(tái)聯(lián)合結(jié)構(gòu)分析軟件ABAQUS和流場(chǎng)分析軟件Fluent的方法對(duì)機(jī)槍身管進(jìn)行流-固-熱多物理場(chǎng)耦合計(jì)算。ABAQUS采用耦合溫度位移模型對(duì)身管的傳熱過程及熱力耦合進(jìn)行了模擬計(jì)算；FLUENT采用標(biāo)準(zhǔn)k??湍流模型對(duì)身管內(nèi)的火藥流動(dòng)過程進(jìn)行了分析計(jì)算，通過MpCCI交換結(jié)構(gòu)場(chǎng)和流場(chǎng)在耦合區(qū)域的計(jì)算結(jié)果

3、并以此互為對(duì)方的邊界條件最終完成了身管的流-固-熱耦合計(jì)算。
　　針對(duì)身管內(nèi)壁不同的鉻涂層厚度建立了0.28mm、0.35mm、0.41mm三種幾何模型，對(duì)其進(jìn)行流-固-熱多物理場(chǎng)耦合有限元仿真計(jì)算，分別得到了三種身管的瞬態(tài)溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布情況。對(duì)比分析計(jì)算結(jié)果得出以下結(jié)論：基于MpCCI多物理場(chǎng)耦合接口，聯(lián)合結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件ABAQUS和流體計(jì)算軟件Fluent對(duì)身管進(jìn)行流-固-熱耦合的分析方法是可行的；在相同的射擊條件下，隨著身