膜片式輕氣炮破膜做功機(jī)理研究
沈吟青; 江坤; 張成 南京理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院; 江蘇南京210094; 上海宇航系統(tǒng)工程研究所; 上海201109
關(guān)鍵詞：輕氣炮 隔離膜片 流固耦合 展開(kāi)過(guò)程
摘要：針對(duì)輕氣炮隔離膜片展開(kāi)過(guò)程中流體與結(jié)構(gòu)的相互影響,基于FCBI單元法,引入Johnson-Cook彈塑性本構(gòu)模型,采用流固耦合的方法對(duì)此過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真,得到膜片周圍流場(chǎng)特性和膜片的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。以膜片展開(kāi)速度和低壓側(cè)壓力變化作為性能評(píng)價(jià)指標(biāo),分析了破膜壓力、高壓側(cè)注氣溫度、膜片厚度及開(kāi)槽形狀等因素對(duì)膜片展開(kāi)性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明:破膜壓力越高,高壓側(cè)注氣溫度越高,且膜片在滿足強(qiáng)度要求的情況下越薄,越有利于提高發(fā)射管內(nèi)壓力;采用開(kāi)槽方式為六道凹槽的膜片對(duì)展開(kāi)過(guò)程最為有利。仿真結(jié)果揭示了膜片式輕氣炮破膜做功機(jī)理,再現(xiàn)了膜片展開(kāi)的過(guò)程,為輕氣炮膜片結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與內(nèi)彈道性能的優(yōu)化提供重要參考。
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