Верификация одномерной компьютерной модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при выстреле | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. DOI: 10.17223/19988621/86/6

ГлавнаяАрхивВерификация одномерной компьютерной модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при выстреле | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. DOI: 10.17223/19988621/86/6

Верификация одномерной компьютерной модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при выстреле

Представлены результаты верификации компьютерной одномерной математической модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при нагружении внутренним давлением и тепловым воздействием пороховых газов на основе сравнения с решением задачи, полученным в трехмерной постановке. В математической модели учитывались сила тяжести, неравномерное тепловое нагружение и распределение давления по длине ствола в процессе выстрела. Проведено сравнение результатов одномерного и трехмерного моделирования колебаний цилиндрического ствола переменного кольцевого сечения, цилиндрического ствола переменного кольцевого сечения с учетом технологических отклонений изготовления ствола и ствола с ребрами жесткости. Сравнение показало, что одномерная модель позволяет достаточно точно воспроизводить процесс колебаний ствола, отклонения от результатов моделирования в трехмерной постановке составили от 2,9 до 12,5%. При этом время расчета колебаний ствола сокращается существенно, на 4-5 порядков.

Ключевые слова

математическая модель, размерность модели, верификация результатов, продольно-поперечные колебания, ствол орудия

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Клюкин Даниил АнатольевичИжевский государственный технический университет им. М.Т. Калашниковааспирант, инженер-программист 1-й категории, ассистент кафедры «Прикладная математика и информационные технологии»anatoliikljukin@mail.ru
Русяк Иван ГригорьевичИжевский государственный технический университет им. М.Т. Калашниковадоктор технических наук, профессор, действительный член Российской академии ракетных и артиллерийских наук, заведующий кафедрой «Прикладная математика и информационные технологии»primat@istu.ru
Суфиянов Вадим ГарайхановичИжевский государственный технический университет им. М.Т. Калашниковадоктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Прикладная математика и информационные технологии»vsufiy@mail.ru
Всего: 3

Ссылки

Сальников А.В., Французов М.С., Виноградов К.А., Пятунин К.Р., Никулин А.С. Верифи кация и валидация компьютерных моделей // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2022. № 9 (750). С. 100-115. doi: 10.18698/0536-1044-2022-9-100-115.
American Society of Mechanical Engineers. Standard for Verification and validation in com putational solid mechanics. ASME V&V 10-2019. 2020. 44 p.
Schwer L.E. Verification and validation in computational solid mechanics and the ASME Standards Committee // Fluid Structure Interaction and Moving Boundary Problems. 2005. V. 84. P. 109-117. doi: 10.2495/FSI050111.
American Society of Mechanical Engineers. An illustration of the concepts of verification and validation in computational solid mechanics. ASME V&V 10.1-2012. 2012. 23 p.
ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М. : Рос. ин-т стандартизации, 2021. 16 с.
Хоменко Ю.П., Ищенко А.Н., Касимов В.З. Математическое моделирование внутрибалли стических процессов в ствольных системах. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1999. 256 с.
Русяк И.Г., Суфиянов В.Г., Клюкин Д.А. Одномерная математическая модель колебаний ствола с поперечным сечением произвольной формы // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2022. № 80. С. 133-146. doi: 10.17223/19988621/80/12.
Игнатов А.В., Богомолов С.Н., Федянин Н.Д. Метод расчета свободных поперечных коле баний ствола автоматической пушки при заданном условии закрепления // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 11, ч. 2. С. 70-77.
Zheng J., Teng H., Li F. Modeling and Simulation of Gun Barrel's Lateral Vibration // Interna tional Conference on Computational Intelligence and Software Engineering. Wuhan, China. 2009. P. 1-4. doi: 10.1109/CISE.2009.5363267.
Su Z.T., Xu D., Li X.W., Han Z.F. Finite-element time-history analysis for dynamic response of small-caliber guns with projectile-barrel coupling // Journal of Vibration and Shock. 2012. V. 31 (23). P. 104-108.
Esen I. Dynamic response of a beam due to an accelerating moving mass using moving finite element approximation // Math.Comput. 2011. V. 16 (4). P. 171-182. doi: 10.3390/mca16010171.
Cifuentes A.O. Dynamic response of a beam excited by a moving mass // Finite Element Analysis. V. 5 (3). 1989. P. 237-246. doi: 10.1016/j. dt.2019.07.018.
Chaturvedi E. Numerical investigation of dynamic interaction with projectile and harmonic behaviour for T-finned machine gun barrels // Defence Technology. 2020. V. 16, is. 2. P. 460-469. doi: 10.1016/j. dt.2019.07.018.
He H., Zhang X. A Variable-Rate Firing Optimization of Launcher Based on Particle Swarm Optimization // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2019. V. 44 (5). P. 647-653. doi: 10.1002/prep.201800364.
Karahan F., Pakdemirli M. Vibration analysis of a beam on a nonlinear elastic foundation // Structural Engineering and Mechanics. 2017. V. 62 (2). P. 171-178. doi: 10.12989/sem.2017. 62.2.171.
Суфиянов В.Г., Русяк И.Г., Клюкин Д.А. Математическое моделирование колебаний ствола с учетом технологических отклонений при стрельбе очередями // Фундаментальные основы баллистического проектирования / под ред. Б.Э. Кэрта. СПб. : БГТУ «Военмех», 2022. С. 90-97. doi: 10.53403/9785951505071_2022_386.
Клюкин Д.А. Математическое моделирование теплового нагружения ствола артиллерийского орудия при выстреле // Выставка инноваций - 2022 (весенняя сессия) : сб. материалов XXXIII Республ. выставки-сессии студенческих инновационных проектов, Ижевск, 29 апреля 2022 г. Ижевск : Ижевск. гос. техн. ун-т им. М.Т. Калашникова, 2022. С. 176-182. doi: 10.22213/ie022124.
Работное Ю.Н. Сопротивление материалов. М. : Физматгиз, 1963. 456 с.
Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М. : Наука, 1971. 553 с.
Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М. : Едиториал УРСС, 2003. 784 с.
Русяк И.Г., Тененев В.А. Моделирование баллистики артиллерийского выстрела с учетом пространственного распределения параметров и противодавления // Компьютерные исследования и моделирование. 2020. Т. 12, № 5. С. 1123-1147. doi: 10.20537/2076-7633-2020-12-5-1123-1147.
Липанов А.М., Русяк И.Г., Суфиянов В.Г. Исследование влияния колебаний ствола на угол вылета снаряда при выстреле // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 68. С. 80-94. doi: 10.17223/19988621/68/8.
Верификация одномерной компьютерной модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при выстреле | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. DOI: 10.17223/19988621/86/6

Верификация одномерной компьютерной модели продольно-поперечных колебаний ствола артиллерийского орудия при выстреле | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 86. DOI: 10.17223/19988621/86/6