【正文】 別為及，AB弦長為2L，由幾何關系可知 （）由此可得 （）由資料可知 假設 ， 圓弧母線的中心坐標 圓柱部尺寸的確定與計算圓柱部尺寸是指上定心部至彈帶之間的距離()。因此，他對彈丸在膛內(nèi)的運動有著決定性的影響，另外他對彈丸的威力也有密切關系。但從正面空氣阻力來看，減短圓柱部是有利的。通過各種資料的查閱和計算，我們假設彈丸的圓柱部尺寸為 。從空氣的阻力觀點看來，最有利的形狀卻是吻合于彈尾部區(qū)域內(nèi)空氣流線的形狀，因為這種形狀可使彈后的渦流阻力減至最小。實驗證明，彈尾部空氣邊界層的流線可近似用一折線來代替（其誤差并不是很大）。通過資料表明明，船尾角對阻力系數(shù)有一定的影響。隨著船尾長增加，阻力系數(shù)減小。取船尾角 。通過上述資料，我們?nèi)椢查L。強制量的大小對彈丸沿膛內(nèi)運動的正確性有重要意義。 彈帶的強制量在口徑和一定的條件下彈帶的直徑取決于強制量。強制量也不能太大，否則會影響火炮的壽命，尤其是在坡膛處磨損會增大；根據(jù)經(jīng)驗一般取。 某些榴彈彈帶的尺寸彈丸名稱彈 帶直徑寬度100mm高射炮殺傷榴彈16122mm殺傷爆破榴彈19152mm加農(nóng)炮殺傷爆破榴彈85mm高射炮殺傷榴彈88181837mm高射炮曳光彈1257mm高射炮曳光榴彈2626 122mm榴彈彈帶的結(jié)構(gòu)和尺寸 彈丸內(nèi)腔結(jié)構(gòu)和尺寸的確定。內(nèi)腔尺寸也決定了彈殼的壁厚和底厚，影響彈殼在發(fā)射時的強度和彈丸威力。內(nèi)腔底部多為平底形，周邊有一定圓角。為了便于機械加工，內(nèi)腔應盡量避免階梯形突變啊，而在曲線銜接處采用圓弧連接。不同類型的榴彈，其壁厚范圍往往不同，所以它常用來作為表征彈丸的一個特征數(shù)。通過上述資料可以假設和確定彈體內(nèi)腔參數(shù)為， 彈體強度的計算實際上在彈底強度的計算中并不需要將彈底內(nèi)所有位置的應力有計算出來，只需要考慮其中某些比較危險的位置即可。需將四個位置的坐標代入（）和（）式中，即可求出徑向應力和切向應力，另外還需考慮其軸向應力。4 彈體零件的參數(shù)化建模和裝配彈體零件的參數(shù)化建模是指應用PROENGINEER軟件三維建模模塊進行彈體零件的三維化建模，通過應用PROENGINEER軟件三維建模模塊中根據(jù)彈體零件的結(jié)構(gòu)特征來選擇建模工具。這里使用的軟件版本是PROENGINEER ，下面以建模和裝配中比較有代表性的結(jié)構(gòu)和建模工具進行主要介紹。選擇——零件——實體——使用缺省模板去掉√——確定——選擇mmns_part_solid——確定。所以我們采用旋轉(zhuǎn)工具來進行彈體的三維參數(shù)化建模。（3） 因為PROENGINEE軟件是三維參數(shù)化建模軟件，所以我們所繪制的圖形的每一點、每條線都有不同的參數(shù)與之對應。在彈體繪制的過程中我們還需要注意的是由于我們是采用旋轉(zhuǎn)的方式進行立體三維立體建模的，所以我們需要定制一條中心線。（a）所示的就是繪制的彈體截面圖，左右兩圖分別是去除標注和未去除標注的對比，因為標注在圖像中很繁瑣，所以我們要細心的觀察并按照前面我們確定的彈體參數(shù)來繪制。 （a） （b） 彈體圖和參數(shù)標注下的彈體圖彈體截面圖繪制完畢后點擊 按鈕。左后點擊按鍵生成立體圖形。所以我們要制作一圈凸起。首先我們先制作一個放置一個平面，并設置其于彈底部平面之間的距離。在左側(cè)菜單界面選擇剛剛建立的凸起，點擊 圖標進入陣列工具界面。 軸陣列基本界面 陣列完成后的彈帶槽放大圖（6） 在彈體頭部有內(nèi)螺紋，在彈體和引信之間起連接作用。點擊——完成，（a）對話框，（b）對話框后單擊——確定，（c）對話框點擊——缺省就進入了掃引軌跡草繪界面。這里要進行繪制的是螺旋掃描的運動軌跡。掃描軌跡繪制完成后點擊確認后進入螺距對話框，輸入螺距點擊確認進入草繪截面界面。（7） 為了使三維立體模型更加符合彈丸的實際外形和今后的組轉(zhuǎn)過程中更加的有利于彈體各個零件的分辨和使組裝模擬更加逼真，需要對彈體的材質(zhì)和內(nèi)外曲面根據(jù)實際情況進行材質(zhì)選擇和渲染。 通過螺旋掃描工具繪制的內(nèi)螺紋 經(jīng)過渲染后的三維彈體模型 引信的三維建模 引信的外形和炮彈一樣是類似圓柱體，所以采用旋轉(zhuǎn)工具進行三維建模。而這里就需要采用建立新的基準面和使用拉伸工具的去除材料功能，下面分3個步驟進行引信三維建模。（a）和引信三維彈體模型（b）。這里就需要建立新的基準平面來滿足三維建模的需要，首先點擊——基準平面工具，（a）所示對話框。在對話框下部的平移窗口輸入新建基準平面與參考基準面的距離后點擊確定一個新的基準平面就建立完成了，（c）為在三維坐標系的新建基準平面。首先點擊——拉伸工具——放置——定義——DTM2平面——草繪，進入草繪界面。因為目的是打孔，這里需要改變拉伸方向、調(diào)整拉伸深度和選擇去除材料。 拉伸后效果 引信拉伸打孔后的效果圖 （a） （b） 桿體草繪圖和桿體三維立體模型 迫擊炮彈尾桿的三維建模 迫擊炮彈尾桿結(jié)構(gòu)非常復雜，首先它后部均勻分布著很多尾翼和尾部分布著不同的通孔。這里我們以1953年式82毫米迫擊炮照明彈為例，首先我們使用旋轉(zhuǎn)工具繪制一個圓柱體，（a）所示。 （a） （b） 彈尾尾翼草繪圖和三維模型 接著創(chuàng)建一個新的基準平面，點擊——基準平面工具——right平面——輸入基準面偏移距離——確定。首先點擊——拉伸工具——放置——定義——DTM2平面——草繪，進入草繪界面。 上面繪制的尾翼只是一個長方體很明顯不符合尾翼的要求，需要通過去除拉伸來修整尾翼以達到尾翼的外形要求。繪制草繪截面，點擊確定并在下面的拉伸對話框中點選去除材料和選擇拉伸方向并點擊拉伸選擇欄選擇 選項，然后點選拉伸終點所在的平面即可使拉伸終止在這個平面上。由于尾翼一共有5片，這里需要用到陣列工具。還要對尾桿進行打孔并且陣列。下面要進行彈體零部件的裝配，首先需要將工作目錄設置在彈體零部件所在文件夾內(nèi)。（b）所示新文件選項對話框，選擇mmns_asm_design選項并點擊確定進入組件裝配界面。點選將要添加的彈體零件后點擊——打開，所選擇的彈體零件就呈現(xiàn)在軟件顯示界面中了。這說明彈體零件沒有受到任何約束這是不可以的，這時可以看到狀態(tài)改變?yōu)橥耆s束。 裝配工具菜單欄 裝配約束對話框 約束選擇對話框（2） 彈帶的裝配 由于彈帶是第二個要裝配的原件，所以應當確定彈帶與彈體的之間的約束關系。這里介紹組裝過程中組裝原件的3種移動方式：組件的縱向移動，Ctrl+Alt+鼠標左鍵；組建的橫向移動，Ctrl+Alt+鼠標右鍵；組件旋轉(zhuǎn)，Ctrl+Alt+鼠標中鍵。組件面面之間的連接用匹配約束連接。裝配模塊會自動使彈帶和彈體同軸。然后左鍵點選需要重合的兩個平面就會使彈體和彈帶兩個組件裝配在一起。因為這里的彈殼和底火的地面是對齊的且有一定的偏距，所以需要對約束進行調(diào)整。并將彈殼和底火用對齊約束裝配，使彈殼和底火軸線重合。點擊放置后點擊彈殼和底火的后表面，點擊確定后底火與彈殼裝配完成。下面是尾管內(nèi)基本藥管的裝配步驟，點擊添加組件選 底火裝配約束管理對話框項添加基本藥管。 插入約束后的基本藥管裝配效果圖 上一步并沒有將基本藥管完全約束，通過移動原件快捷鍵還是可以移動基本藥管。點擊——放置——，選擇約束類型為對齊約束并偏移選項選擇為重合。 裝配完成后的彈體尾部三維圖5 特種彈組裝過程模擬特種彈的組裝過程模擬是通過PROENGINEER軟件的動畫模塊來完成的，通過動畫模塊可以對裝配過程中的不同時刻進行拍照，并通過關鍵幀序列將不同時刻的拍照按照一定是時間順序排列起來，通過動畫生成功能生成動畫以達到特種彈組裝模擬功能。 進入動畫模塊并新建裝配動畫　　打開先前制作好的炮擊炮彈裝配文件，點擊——應用程序——。首先點擊動畫模塊菜單欄第一項，會出現(xiàn)新建動畫對話框（）。點擊關閉后新建動畫完成。但是在PROENGINEER軟件的動畫模塊中需要將各個原件移至不同的位置進行拍照，這就需要將裝配原件之間的約束去除而主體定義則可以解決這一問題，通過對裝配原件定義為每個主體一個零件使裝配原件之間的約束解除。 工具菜單欄圖 移動對話框 原件的拖動和拍照。這里需要注意的是彈體的拆卸過程中零部件的移動應該選擇直線移動，這樣能夠使彈體組裝過程更加規(guī)范也更加的符合實際。按照彈體裝配順序的反向來分解彈體，首先移動輔助藥包。因為三個輔助藥包是一起安裝的，所以將三個藥包全部移動下來。、第二個選項是使兩原件表面匹配、第三個選項是定向兩個原件，這里一般只用到這三個選項。拍下當前配置的快照。這樣做的目的是使零件在裝配時能按照直線裝配。然后點擊所要移動的基本藥管進入封裝移動對話框。拖拉完成后點擊確認，裝配原件的旋轉(zhuǎn)完成后牌照。牌照完成后關閉移動對話框，移動和快照工作結(jié)束。在關鍵幀選項中可以選擇不同的關鍵幀，下方時間欄顯示上面顯示的關鍵幀所對應的時間。關鍵幀全部添加到關鍵幀序列后，由于前期的關鍵幀是從拆卸開始的而要表現(xiàn)為裝配則需要將關鍵幀序列反轉(zhuǎn)。在關鍵幀序列對話框中點擊確定和關閉下一個對話框，關鍵幀序列創(chuàng)建完成。也可以通過視角的切換裝配過程中的某處進行局部放大，這些都將使動畫更加的逼真。點擊——定向——新建后為新建定向視圖命名，點擊——編輯——（b）所示對話框。按照上述方法依次建立幾個所需要的定向視圖，完畢后關閉視圖管理器對話框。模型窗口內(nèi)視角正確無遮擋即可在對話框內(nèi)時間值欄內(nèi)輸入定時視圖的時間也可以在下方的選擇窗口選擇在某個快照后運行該視圖，完成操作后點擊應用視角創(chuàng)建完成。 （a） （b） 定向視圖的創(chuàng)建和參照選擇對話框 定時視圖的創(chuàng)建 在彈體裝配過程中，有時需要將殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和裝配細節(jié)表現(xiàn)出來。進入創(chuàng)建定時視圖對話框。去除忽略曲面屬性選項，在下方時間值窗口內(nèi)輸入定時透明時間值后點擊應用。由于動畫時間系統(tǒng)默認是10秒，這里需要調(diào)整動畫終止時間。修改動畫開始時間和終止時間，并調(diào)整幀數(shù)后點擊應用和確定。 透明處理后的彈體三維圖 完成后的時間域　　完成上面的操作后下面來生成動畫并觀察動畫的效果是否符合要求。動畫運行完畢沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，說明動畫模擬已經(jīng)成功。出現(xiàn)回放對話框。點擊瀏覽可以改變生成視頻文件的存放位置；為了得到更清晰的畫質(zhì)，可以改變輸出動畫的分辨率；動畫幀數(shù)也可以改變來調(diào)整動畫。動畫制作完畢后關閉動畫捕獲對話框，彈體組裝模擬動畫制作完成。 其他幾種特種彈組裝過程的模擬 為了分析幾種不同型號的特種彈的組裝過程模擬，下面分別模擬了1953年式82毫米迫擊炮照明彈、1953年式82毫米迫擊炮宣傳彈、1954年式122毫米榴彈炮發(fā)煙彈、1954年式122毫米榴彈炮照明彈、1954年式122毫米榴彈炮宣傳彈，這些型號的特種彈裝配模擬生成方式可以按照上述方法。（a） t = s（b） t = s（c） t =61 s 1953年式82毫米迫擊炮照明彈裝配模擬動畫截圖 （a） t = s（b） t = s（c） t =56 s 為1954年式122毫米榴彈炮發(fā)煙彈裝配模擬動畫截圖 為1954年式122毫米榴彈炮發(fā)煙彈彈殼裝配模擬動畫21秒時刻截圖（a） t = s（b） t = s（c） t =62 s 1954年式122毫米榴彈炮照明彈裝配模擬動畫截圖（a） t = s（b） t =（c） t =58 s（d） t =62 s 1954年式122毫米榴彈炮宣傳彈裝配模擬動畫截圖6 結(jié)束語 本文內(nèi)容總結(jié) 本文以特種彈為例對PROENGINEER軟件的建模功能和動畫模擬技術進行研究，對其方法進行了詳細描述。可以更加高效的完成彈體零件的組裝設計工作，極大的改變了工程技術人員的工作環(huán)境。對于彈藥設計的虛擬化有著重要的意義。（2） 在彈體組裝過程模擬過程中，彈體零件的細節(jié)（內(nèi)部螺紋、壓花）無法清晰的在仿真動畫中表現(xiàn)出來。致 謝 光陰似箭，日月如梭，四年的大學生活即將結(jié)束。這次的畢業(yè)設計工作使我對畢業(yè)設計的重要性有了更加深入的了解，它是對我大學四年來所學知識的一此總結(jié)和堅定，是檢驗我們理論知識和實踐性相結(jié)合的好機會。萬老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識、科學的研究方法、豐富的實踐經(jīng)驗為我留下了深刻的印象，是學生今后在科學研究道路上繼續(xù)前進的力量和源泉。感謝四年學習期間我的同學對我的幫助，他們是我四年以來最難忘的記