《伴隨多面體粒子破碎的散粒體系統離散元數值研究》是依託東南大學，由洪俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：伴隨多面體粒子破碎的散粒體系統離散元數值研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：洪俊
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
發射藥床在外載荷作用下的部分藥粒發生破碎問題，其實質是伴隨部分粒子脆性破碎的多面體粒子組成的散粒體系統力學問題。針對發射藥床初始堆積結構僅需藥粒位置和方位特點，解決空間接觸識別算法難題，合理選擇接觸模型，最佳化多面體粒子組成的散粒體系統離散元程式，生成密實的發射藥床初始堆積結構；針對發射藥粒破碎定量研究特點，合理選擇脆性材料的破碎模型，結合復變數求導法及試驗解決破碎模型中計算參數選取難題，採用基於離散元的彈簧-球單元隨機破碎模型數值研究發射藥粒不同工況下的破碎問題；有機結合破碎模型和多面體單元散粒體系統離散元程式，部分解決接觸參數完全試算問題，通過整合和進一步發展現有的離散單元法，研發能夠解決伴隨部分粒子破碎的多面體粒子組成的散粒體系統受力分析的數值方法和程式，數值研究發射藥床的力學性能。為解決發射藥床伴隨脆性藥粒破碎的散粒體系統力學問題提供技術保障，為高性能火炮研製提供科學依據。
結題摘要
高初速已成為現代高性能火炮的主要特點之一。提高彈丸初速，通常採用的方法是提高裝填密度和採用高能發射藥，這使得膛內燃燒與力學環境越來越惡劣。發射藥床在發射過程中發生膛炸等安全性事故，根本的原因是發射前期發射藥粒發生大量的破碎。發射藥床在外載荷作用下的部分藥粒發生破碎問題，其實質是伴隨部分粒子脆性破碎的多面體粒子組成的散粒體系統力學問題。本研究針對伴隨部分粒子脆性破碎的多面體粒子組成的散粒體系統力學問題，完成了如下研究內容：從空間快速接觸識別算法和接觸模型簡化兩個方面入手，最佳化多面體粒子組成的散粒體系統離散元程式，生成了單基發射藥床初始堆積結構；在已有破碎模型基礎上，發展了彈簧－球單元的隨機破碎模型及程式，定量模擬研究了單基發射藥粒的破碎；將單個脆性粒子的彈簧－球單元的隨機破碎模型套用到最佳化後的多面體粒子組成的散粒體系統離散元程式中，實現了散粒體系統多面體粒子破碎的數值方法及程式，數值研究了單基發射藥床的力學性能；結合復變數求導法及試驗部分解決了計算模型中計算參數選取難題。本項目的完成為解決發射藥床伴隨脆性藥粒破碎的散粒體系統力學問題提供技術保障，為高性能火炮研製提供了科學依據。
