榴弹设计计算软件

一、软件概述

榴弹CAE系统由三维设计软件接口、内弹道计算、质点外弹道计算、刚体外弹道计算、气动力参数计算、杀伤威力计算、飞行稳定性计算和专用工程数据库管理八个模块构成。除三维设计软件接口外，各模块既可以单独运行，也可以在三维设计软件环境下统一运行。各模块数据文件由专用工程数据库管理模块统一管理。

1.1 榴弹CAE系统结构

榴弹CAE系统主要完成榴弹的方案设计。本系统通过 Solidworks、PRO/E等接口，同三维设计软件整合为一体，其系统结构如下图所示。

SCADS榴弹CAE系统结构示意图    

1.2 榴弹CAE系统的主要功能

SCADS榴弹CAE系统软件具有八大功能模块。

1）榴弹结构参数化建模

通过设置结构参数：圆柱部长度、定心部直径、弹头部长度、弹头部直径、弹头部半顶角、头部母线类型、弹尾部长度、弹尾部直径、弹尾部收缩角、弹尾部收缩类型、弹尾部有无尾翼、引信长度、引信头部直径、引信头部形状、全弹长、质心位置（距弹顶）、定心部高度、内腔圆柱部长度、内腔圆柱部直径、内腔弹头部长度、内腔弹头部直径、内腔弹尾部长度、内腔弹尾部直径。完成参数化建模。

2）气动力参数计算模块

利用提取出来的榴弹外形参数及构造特征数直接进行气动力分析计算，获得弹丸在飞行时的空气阻力，升力，翻转力矩等各种气动力参数。计算结果以表格形式和图形方式输出。主要参数保存在工程数据库中，为下一步计算提供气动力参数。

3） 内弹道计算模块

利用提取出来的榴弹实体构造诸元和实际装填条件从理论上分析榴弹在膛内的运动情况和内弹道特性。计算得到内弹道压（推）力—时间曲线（p~t），速度—时间曲线（v~t）等，位移—时间曲线（l~t），压（推）力—位移曲线（p~ l），速度—位移曲线（v~ l）。还可以根据实验测得的最高膛压和炮口初速调整有关参数进行内弹道符合计算。

4）质点外弹道计算模块

利用提取出来的榴弹结构参数及计算出来的空气动力参数从理论上分析榴弹飞行时的质点外弹道特性，获取质点外弹道的弹道诸元和弹道曲线，并列出顶点和落点诸元。

5）刚体外弹道计算模块

利用提取出来的榴弹结构参数及计算出来的空气动力参数从理论上分析榴弹飞行时的刚体外弹道特性，获取外弹道的弹道诸元和弹道曲线，并列出顶点和落点诸元。

6）飞行稳定性计算模块

用于旋转稳定飞行稳定性计算，即陀螺稳定性、动态稳定性和追随稳定性的计算。

7）杀伤威力计算模块

用于一般杀伤榴弹的威力评估。如破片总数、总杀伤面积、飞散角数学期望值等。

8）专用工程数据库管理模块

专用工程数据库管理模块统一管理各计算模块的数据输入和输出。