Analiza MES obciążeń cieplnych lufy podczas strzału

Obecnie projektowanie uzbrojenia w dużej mierze opiera się na metodach analitycznych, które nie pozwalają na znaczną poprawę parametrów broni w zakresie odporności udarowej. Szczególnie istotna jest analiza dynamiki dla ruchu pocisku w lufie na stożku przejściowym i ustalenie optymalnych parametrów procesu. Na styku lufy i pocisku zachodzą bardzo złożone procesy termomechaniczne. Oddziaływanie to powoduje powstawanie na powierzchni styku ciał ciepła, a w konsekwencji zmiany właściwości termomechanicznych. Jedyna skuteczną metodą może być w tym przypadku modelowanie numeryczne. W pracy przedstawiono analizę termomechaniczną podczas szybkozmiennych procesów w trakcie współpracy pocisku z lufą. Przedstawiono modele numeryczne obiektów i zaprezentowano rozkłady temperatury w wybranych sekcjach lufy oraz oszacowano stan odkształcenia spowodowany termomechanicznym obciążeniem. Narzędziem zastosowanym do analiz był pakiet obliczeniowy LS-DYNA umożliwiający symulacje w zakresie nieliniowym z jawnym krokiem całkowania.

Currently, the design process for armament equipment mostly employs well known and typical analytical methods. However, in many cases this kind of approach is not sufficient and effective, especially for gun parameters related to impact strength. In the contact areas between a bullet and a barrel, some thermo-mechanical phenomena appear. In such situations, a typical engineering approach in a design process is not sufficient to take into consideration all local and very complex effects. This paper presents a thermomechanical numerical analysis. The models of the bullet and barred were developed using FE method. The main goal of the research was focused on an assement of a temperature distribution in chosen section of the barrel and an analysis of the strain state caused by the coupled thermomechanical loadings. Calculations were performed using the so-called directintegration procedure, colloquially called the explict integration implemented in LS-Dyna code.