弹丸不同结构尼龙弹带挤进过程的阻力特性

程申申， 陶如意， 王浩， 薛绍， 林庆育

(南京理工大学 能源与动力工程学院， 江苏 南京 210094)

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尼龙弹带由于成本较铜弹带低廉，同时可以有效提供弹丸装填、密闭火药燃气以及减少弹丸与身管的摩擦、提高火炮寿命等优点，广泛应用于大口径、高射速火炮弹丸设计中。在发射系统中，弹丸与身管之间的耦合作用对整个发射的内外弹道过程有重要影响。弹带是实现膛内密封的重要结构，发射过程中，弹带将受到挤压、冲击和摩擦，不合理的弹带结构设计会产生异常变形，对整个膛内密封效果造成影响并使整个弹丸尾部摩擦力增大，导致发射性能不稳定，甚至引起膛压反常升高、膛炸的危险[1-2]。

由于火炮的整个发射过程中弹丸在膛内耦合过程作用时间短，实验手段有限，难以测量观察，重复实验也会耗费大量物力财力。随着科学技术的发展，数值计算和有限元方法成为研究此类问题的主要方法。在有限元建模及仿真方面，多位研究人员取得了有效的研究成果。邹利波等[3]利用参数化建模方法精确快速地建立了身管结构有限元网格模型；葛建立等[4]建立了火炮有膛线身管和无膛线身管与弹丸的接触/碰撞有限元模型；孙全兆等[5]和孙全兆[6]使用Abaqus有限元分析软件对初始内弹道中的动态挤进阻力和挤进压力问题进行了研究；孙鹏[7]采用有限元方法对不同装药量下的模块装药弹带挤进过程进行了分析；Hu等[8-9]利用流体- 固体耦合方法研究了弹带挤进过程的膛内参数分布和弹带挤进变形的相互影响；……