勃朗宁手枪后坐抛壳动力学仿真

一、分析目的

通过对枪栓后坐过程进行仿真计算，并对后坐过程进行运动干涉检查及动力学分析计算，同时检查是否能顺利实现抽壳和抛壳，并完成压倒击锤运动。

二、分析方法

将击发发射机构零件的三维实体模型装配成部件建立仿真模型进行仿真计算。枪栓在内弹道力作用下从最前方后坐并完成抽壳和抛壳。

三、虚拟仿真模型

根据装配关系将各零件装配到位，枪身作为固定件，闭锁销、枪栓扣、抛壳挺固定在枪身上固定不动，枪管套、不到位保险固定在枪栓上跟随枪栓一起后坐，拉壳钩通过转动副跟随枪栓一起后坐，并能绕固定轴转动，在击锤与枪身之间加一个转动副使击锤能绕固定轴转动，在阻铁与枪身之间加一个转动副使阻铁能绕固定轴转动，在拉壳钩与枪栓之间加一个转动副使拉壳钩能绕固定轴转动，在枪栓与枪身之间加移动副。在枪身与击锤之间加击锤簧，击锤簧刚度为10.14newton-mm/de，预压力为490N，在阻铁与保险片之间加阻铁簧，阻铁簧刚度为0.75 newton-mm/de，预压力为110N，在拉壳钩与枪栓之间加拉壳钩簧，拉壳钩簧刚度为0.12 newton-mm/deg, 预压力为80N,在枪栓与枪身之间加复进簧，复进簧刚度为0.95 newton/mm，预压力为27.4N，在弹壳内底面在0—0.00048ms内加内弹道力ForceAO2，在弹壳外表面在0—0.0012ms内加55—0N的均变抽壳阻力ForceAO。整个机构仿真模型如下图所示：

后坐运动仿真模型

 四、仿真结果

五、后坐运动仿真分析

从复进簧力作用图上可以看出，枪栓后坐到位时间为0.007s，后坐到位时复进簧簧力为62.6343N。从抽壳阻力作用图看出，抽壳阻力在55—0N范围变化，作用时间为0.0012s。从内弹道力作用图看出，当击发后0.00007s时，内弹道力达到最大值13799.8445N，再逐渐降低，到0.00048s以后内弹道力为0N。从击锤簧力曲线图看，击锤簧在0.004247s时，击锤后倒角度达最大，此时击锤簧力为1129.23 newton-mm/de。

从抛壳路径图可以看出，该枪的弹壳在与抛壳挺碰撞后从右上方抛出，与枪机的抛壳窗的后凹面碰撞后向右前方抛出。

从后坐运动仿真主要零件速度曲线图可以看出，当枪栓后坐0.0006s时即后坐了2.696mm时达到最大速度7.737m/s。当击发后0.00513s时弹壳与抛壳挺碰撞并抛壳，碰撞时的速度为6.66m/s，抛壳的速度为4.735m/s。

从后坐运动仿真主要零件位置曲线图可以看出，枪栓后坐的总行程为47mm，枪管跟随枪栓运动4.58mm距离后，在闭锁销作用下枪管开始向下摆动，弹壳跟随枪栓后坐，在0.00513s即后坐了39.39mm的时候开始抛壳。

六、结论

通过模拟枪栓后坐抛壳过程，该机构无干涉现象，能够顺利完成后坐、抽壳、抛壳和压倒击锤过程。但从抛壳的仿真过程看，抛壳路线不是很理想，抛出的弹壳容易与枪拴上的抛壳窗后端面发生碰撞，这样容易将弹壳弹回到枪栓里面，形成卡壳现象。枪管在后坐下摆过程中对弹壳的作用，直接影响到抽壳与抛壳结果，故闭锁销的位置尺寸应该得到更好的保证。