外文翻譯--自動武器鎖緊機(jī)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力分析 中文版

1、<p><b>　　外 文 翻 譯</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計題目：基于ADAMS的寬窄行分插機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析 </p><p>　　原文： Dynamic stress analysis of automatic </p><p>　　weapons breech mechanism

2、 </p><p>　　譯文： 自動武器鎖緊機(jī)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力分析 </p><p>　　自動武器鎖緊機(jī)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力分析</p><p>　　Xianqing Yang School of Mechanics and Power Engineering Henan Polytechnic University Jiaozuo, China.Zhihong J

3、ia School of Mechanics and Power Engineer-</p><p>　　ing Henan Polytechnic University Jiaozuo, China jzh_zjq@yahoo.com.cnm.Yuemin Zhang School of Mechanics and Power Engineering Henan Polytechnic University &

4、lt;/p><p>　　Jiaozuo, China </p><p>　　摘要：這篇文章研究分析了自動武器的主要元素(鎖緊機(jī)構(gòu))的動態(tài)應(yīng)力的影響。通過使用LS-DYNA獲得當(dāng)受到影響時的應(yīng)力大小和分布狀態(tài)。確定鎖緊機(jī)構(gòu)的剛度。本文所獲得的結(jié)果對于鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計具有非常重要的作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 動態(tài)應(yīng)力 自動武器 鎖緊機(jī)構(gòu)</p>

5、<p><b>　　Ⅰ 簡介</b></p><p>　　在自動武器中，許多元素之間通過碰撞產(chǎn)生作用，在這個過程中很容易被巨大的瞬時速度所破壞。作為一個動力學(xué)問題，這種力量在理論和實踐中都是相當(dāng)復(fù)雜的。很難以解決自動武器元素的復(fù)雜形狀的問題。在過去結(jié)果不能滿足靜強(qiáng)度理論的要求。此外，以前的設(shè)計是包括三個步驟的循環(huán)模式——設(shè)計圖紙、制造和射擊實驗。這個循環(huán)理論不能直接有效

6、的實踐和指導(dǎo)長期的生產(chǎn)。鎖緊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度是否滿足要求是確定自動武器使用安全的最重要的條件之一。</p><p>　　如圖1所示，自動武器鎖緊機(jī)構(gòu)由兩部分組成：槍閂頭和槍管；當(dāng)槍閂頭把子彈推入彈道并在槍管之中旋轉(zhuǎn)時，他們有三個齒相互嚙合。鎖緊機(jī)構(gòu)工作應(yīng)力分析就是在槍膛應(yīng)力曲線已知的情況下研究槍閂頭和槍管的動態(tài)應(yīng)力分布，并且判斷其是否能夠安全工作。</p><p><b>　　圖1

7、鎖緊機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　?、?在和分析</b></p><p>　　由于火藥爆炸產(chǎn)生的高壓氣體使子彈在槍管里高速向前運(yùn)動。高壓通過閥芯底部、槍閂頭、以及槍管操作的三齒后膛表面。</p><p>　　按照經(jīng)典內(nèi)彈道理論，自動武器內(nèi)彈道理論方程如下：</p><p><b>　

8、　其中：</b></p><p>　　—炸藥爆炸的相對質(zhì)量；</p><p>　　Z—炸藥爆炸的相對厚度；</p><p><b>　　—形狀系數(shù)；</b></p><p><b>　　—炸彈質(zhì)量系數(shù)；</b></p><p><b>　　θ=，為絕熱系

9、數(shù)；</b></p><p><b>　　—炸藥的裝載密度；</b></p><p><b>　　—炸藥密度；</b></p><p><b>　　—炸藥體積系數(shù)；</b></p><p>　　圖2給出了基于彈道學(xué)的經(jīng)典理論的自動武器的槍膛壓力曲線。</p&g

10、t;<p>　　圖2 槍膛壓力曲線</p><p>　　Ⅲ 鎖緊機(jī)構(gòu)的有限元模型</p><p>　　鎖緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析一下幾項特點(diǎn)。(1)槍管中的燃燒室壓力很高，是槍閂頭壓力最高的并且變化很快。從30MPa上升到最高壓力只需要332，之后又急劇下降。(2)大量動態(tài)載荷在摸頭和槍管之間的鎖緊表面通過(他們可以滑動但卻無法穿透的接口)。設(shè)計師將充分考慮到接觸的影響和

11、壓力波的傳播，因為這是一種高壓、高速度影響和非線性動力學(xué)問題。所以使用可以顯示動態(tài)應(yīng)力的有限元程序ANSYS/LS-DYNA采用數(shù)值模擬方法研究動態(tài)應(yīng)力。</p><p>　　槍閂頭和槍管的駐退索接觸表面將后膛和閉鎖連系起來。在ANSYS/LS-DYNA智能劃分網(wǎng)格后我們使用雙線性表面接近螺旋面，網(wǎng)格的數(shù)量比較少、模頭和槍管之間的駐退索表面的相對旋轉(zhuǎn)表面在任何地方都能牢牢地接觸。為了保持駐退索和接觸，通過使用一些

12、表面(每個平均齒厚垂直X軸)代替螺旋曲面來簡化模型，并且減少計算誤差。通過ANSYS/LS-DYNA中的164號實體單元分析槍管和槍閂頭，164號實體單元為8節(jié)點(diǎn)六面體。采用一重積分和沙漏控制算法。通過自由劃分的方法將槍閂頭和槍管分成13301和9498個單元。圖3給出了槍閂頭和槍管的網(wǎng)格。</p><p>　　圖3.槍閂頭和槍管的網(wǎng)格劃分</p><p>　　槍閂頭可以沿著X軸自由移動，

13、考慮到閥芯的壓力沿著X軸釋放，相同接觸表面(模頭與槍管之間的表面)的每個節(jié)點(diǎn)沿X軸移動相同距離。模頭的、Y、Z軸的約束減少了，槍膛固定在槍管的尾部，因此其中所有節(jié)點(diǎn)在所有方向都受到約束。最大的壓力出現(xiàn)在332，隨后就減少。相同結(jié)構(gòu)的壓力也是同樣變化方式。最大值和最大應(yīng)力的位置是鎖緊機(jī)構(gòu)強(qiáng)度分析的最重要的研究，這單元應(yīng)力計算的是500時結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化。</p><p>　?、?計算結(jié)果分析</p>

14、<p>　　如圖4所示，槍閂第295節(jié)點(diǎn)的第四強(qiáng)度等效應(yīng)力的時變過程曲線，第四強(qiáng)度隨時間變化，在320時壓力達(dá)到最大值742.8MPa，隨后降低。除了壓力在322時達(dá)到最大值其他基本變化趨勢相似，最大的壓力小于彈性范圍內(nèi)的屈服極限(1400 MPa)。結(jié)果表明槍閂頭應(yīng)力的變化類似于槍管應(yīng)力變化。如圖5所示，在320時達(dá)到最大應(yīng)力682MPa。最大的壓力小于彈性范圍內(nèi)的屈服極限(1260 MPa)。總的來說，結(jié)果和邊界條件與

15、事實相符。該方法通過實際系統(tǒng)得到了驗證。</p><p>　　圖4 槍閂第295節(jié)點(diǎn)的第四強(qiáng)度等效應(yīng)力的時變過程曲線</p><p>　　圖5 槍托第3561節(jié)點(diǎn)的第四強(qiáng)度等效應(yīng)力的時變過程曲線</p><p>　　圖6、7、8顯示了當(dāng)波到達(dá)通過一維過渡圓弧的細(xì)桿時，在槍閂頭的應(yīng)力波傳播是平面波。當(dāng)壓力波通過它的時候，動態(tài)應(yīng)力會作用于過渡曲線。過渡曲線的壓力隨時

16、間而不同，但每個時刻的動態(tài)應(yīng)力變化非常小。</p><p>　　圖6 190時基于第四強(qiáng)度理論的槍閂和槍托節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力</p><p>　　圖7 320時基于第四強(qiáng)度理論的槍閂和槍托節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力</p><p>　　圖8 350時基于第四強(qiáng)度理論的槍閂和槍托節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力</p><p><b>　　V 結(jié)論<

17、/b></p><p>　　動態(tài)應(yīng)力的分析表明鎖緊機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度是正確的。本文研究結(jié)果對于縮短武器研究周期、降低研發(fā)成本、提高自動武器的設(shè)計質(zhì)量等具有重要意義。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] E. Cheng. Automatic weapon structure dynamics. Nation

18、al Defense Industry Press, 1994(In Chinese) </p><p>　　[2] B.Y.Wang. Dynamics of automatic weapon mechnisms. National Defense Industry Press, 2003(In Chinese) </p><p>　　[3] S.Y.Sheng.Theory of

19、Automatic weapon. National Defense Industry Press, 2009(In Chinese) </p><p>　　[4] J.Peng Automatic weapon(gas dynamics). National Defense Industry Press, 1988(In Chinese) </p><p>　　[5] L. soft