射孔枪毛刺和胀枪及其应力强度三维仿真

射孔枪毛刺和胀枪及其应力强度三维仿真

论文摘要

为了获得射孔枪动态应力分布规律,准确分析胀枪程度和毛刺外翻高度,应用LS-DYNA软件,以7″×12. 65mm TP140套管和5″×11. 00 mm 32CrMo4射孔枪组合为例,建立了射孔弹-射孔枪(含盲孔)-套管三维有限元模型,采用网格不固定、不依附于质点、可相对坐标系作任意运动的ALE法,结合算子分离算法,实现爆轰过程、药型罩固流转化、射流高速侵彻射孔枪的大变形和流固耦合仿真。结果表明,射孔枪产生4. 3 mm外凸毛刺,套管外壁产生1. 8 mm外凸毛刺,枪套间累计毛刺高度为5. 2 mm,如果间隙接近或小于5. 2 mm,易发生卡枪。射孔枪平均孔径为Φ18. 7 mm,套管平均孔径为Φ7. 7 mm,说明穿透射孔枪盲孔过程消耗了大量能量,盲孔壁厚设计应引起重视。在射孔枪各孔相连的宽为125 mm的宽带内,其最小应力也达到了774 MPa,均超过材料屈服强度,在高爆轰压力作用下,将产生向外鼓胀,即会发生所谓的"胀枪"。

论文目录

  • 引言
  • 1 有限元建模及动态仿真过程
  • 2 ALE描述下聚能爆轰、射流和流固耦合动力学方程的建立
  •   2.1 连续性 (质量守恒) 方程
  •   2.2 动量守恒方程
  •   2.3 能量守恒方程
  •   2.4 ALE描述下流固耦合动力学方程
  • 3 射孔枪和套管的毛刺高度及其对卡枪的影响分析
  • 4 射孔枪和套管开坑和扩孔过程及孔径变化规律分析
  •   4.1 射孔枪开坑和扩孔过程及孔径变化规律分析
  •   4.2 射孔套管开坑和扩孔过程及孔径变化规律分析
  • 5 爆轰波叠加对射孔枪动态应力影响规律分析
  •   5.1 单枚射孔弹射孔时射孔枪应力变化规律分析
  •   5.2 3枚弹爆轰波冲击和叠加对射孔枪动态应力影响规律分析
  • 6 毛刺和胀枪分析对射孔枪弹组合设计的参考意义
  •   6.1 考虑毛刺影响的射孔枪优化设计
  •   6.2 考虑胀枪因素的射孔枪优化设计
  •   6.3 考虑射孔弹弹间叠加影响的射孔枪优化设计
  • 7 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李明飞,徐绯,窦益华

    关键词: 射孔枪,应力强度,毛刺,胀枪,三维仿真

    来源: 塑性工程学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 西北工业大学航空学院,西安石油大学机械工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51374171)

    分类号: TE925.3

    页码: 271-280

    总页数: 10

    文件大小: 589K

    下载量: 60

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