Modeling and Simulation on the Rotating Band Engraving Process of 23 mm Projectile

Modelización y simulación del proceso de grabado de banda giratoria de proyectil de 23 mm

Se construyó un modelo de elementos finitos del proyectil y el cañón durante el proceso de grabado, y se determinó el proceso de deformación de la banda motriz, los parámetros de desplazamiento del proyectil y la interacción de fuerzas entre el proyectil y el cañón. Para evaluar el modelo de simulación, se llevó a cabo un experimento semiestático en una máquina de ensayo universal MTS-810 con una velocidad de cruceta de 20 mm min-1. Los resultados de la simulación muestran que el mecanismo del proceso de grabado de la banda giratoria del proyectil de 23 mm es el proceso de deformación plástica del material de la banda giratoria, el tiempo de grabado es de 1,12 m s, y la velocidad del proyectil después del grabado es de 105 m s-1. Los resultados de la simulación reflejan el proceso real de grabado de la banda giratoria, que es muy distinto de las suposiciones utilizadas en el modelo balístico clásico. Este trabajo proporciona un enfoque para investigar los procesos balísticos interiores considerando el grabado dinámico de bandas giratorias.

1 Introducción

Los procesos físicos que tienen lugar durante el grabado con banda rotatoria desempeñan un papel crucial en los parámetros balísticos del período preliminar, así como en todo el proceso de disparo [1]. El proceso de grabado de banda rotatoria es un proceso no lineal complejo con transitorios, alta temperatura, impacto intensivo, fricción de alta velocidad y deformación gigante [1-3]. En la balística interna básica, a menudo se ignora el proceso de grabado de la banda giratoria y se tiene en cuenta a través de la presión de inicio de disparo (SSP) [4]. Sin embargo, el valor de la SSP no refleja totalmente la influencia del proceso de grabado de la banda giratoria en las características de desplazamiento del proyectil en el cañón. La publicación del mecanismo del proceso de grabado de la banda giratoria es limitada.

Ha habido varios estudios sobre el proceso de grabado de banda rotatoria [5-9], sin embargo cada trabajo tiene sus limitaciones y es incapaz de aplicarse a todos los procesos de grabado de banda rotatoria de otras municiones.

Andrews [5] analizó el efecto del proceso de grabado de banda giratoria sobre la tensión aplicada al cañón de 155 mm mediante el método experimental. El resultado demostró que la carga de la banda motriz aplicada sobre el cañón durante el proceso de grabado es de gran valor, lo que puede conducir a la fisuración y destrucción del cañón.

Carlucci et al. [6] utilizaron sensores para medir la presión de la base del proyectil y la aceleración del proyectil durante el proceso de grabado de la banda giratoria. Sin embargo, en ese estudio, un problema inevitable era cómo calibrar el acelerómetro con precisión bajo una aceleración tan elevada.