火炮膛线磨损对弹带挤进过程的数值仿真分析

姜啸天，郝永平，张嘉易

(1.沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159;2.沈阳理工大学 辽宁省先进制造技术与装备重点实验室，辽宁 沈阳 110159)

0 引言

在枪炮的内弹道循环过程中，弹丸的挤进阶段是尤为重要的一个阶段，它对枪炮的射击精度尤为重要。在挤进过程中由于弹带和膛线存在过盈，挤进时会产生强烈的冲击和摩擦，不仅会使弹带或枪炮身管发生挤进变形，而且会对枪炮身管的膛坡和膛线产生不可逆的内膛损伤，直接影响身管的寿命。

近年来，国内外学者对炮膛损伤机理和变化以及弹丸挤进过程的数值仿真做了很多研究，但对于磨损后弹丸挤进火炮膛线的研究不多，这主要是由于弹带挤进时处于高温、高压、高应变的复杂受力状态，磨损火炮的磨损量获取及磨损身管有限元建模复杂。文献[1,2]基于Johnson-Cook本构模型描述了弹丸挤进的一般过程及受力状态，文献[3]分析了沿身管长度磨损变化的一般规律。本文基于Johnson-Cook本构模型建立两种不同磨损量的某火炮膛线磨损有限元模型，运用有限元仿真软件LS-dyna的显式数值积分算法进行数值模拟仿真求解计算，分析火炮膛线磨损对弹带挤进过程的受力和运动影响。

1 Johnson-Cook本构模型

材料的应力-应变模型是描述材料的力学特性 (应力-应变-强度-时间关系)的数学表达式。为更好地描述弹丸挤进过程中弹带处于的高温、高压、高应变的非线性状态，本次试验选取了能够描述材料在大应变、高应变率……