随着大威力制导弹药的发展,不断要求扩大弹体的内腔容积,来增加装药量和安放各种电子器件。在这种情况下,薄壁弹丸应运而生,但同时也引发了运动、接触和强度等方面的一系列问题,而这些问题是目前所亟待解决的。本文采用理论建模、数值计算和有限元仿真等方法,研究了普通榴弹在炮膛内的运动规律、接触碰撞和动态强度等问题。通过对不同壁厚弹丸的对比,总结了薄壁弹丸的膛内动力学特性。考虑影响膛内弹丸运动的主要载荷,根据线动量定理、角动量定理和弹炮约束关系,分别推导了弹丸的质心运动微分方程、角运动微分方程和碰撞运动代数方程。借助实例计算和局部仿真分析,修正了碰撞恢复系数的确定方法,并建立了不同壁厚上定心部的回弹函数关系。按照方程组的循环次序,利用龙格-库塔等方法对弹丸膛内的运动模型进行了编程求解,输出了弹丸轴线的摆动角和摆动角速度的时程变化曲线,并分析了弹丸主要结构参数的变化对其运动参量的影响。以某型155mm榴弹为例,基于以上分析对弹丸结构的优化,引入弹体强度校核的理论公式,计算了不同壁厚弹体的危险点应力值。在同等约束条件和有效载荷的作用下,应用显示动力学仿真软件设计了弹丸的动态仿真试验,并得出了弹体的等效应力分布和危险点应力的时程变化曲线。最后,将理论计算结果与仿真结果进行对比,验证了理论公式的工程实用性,并归纳了弹壳壁厚的减小对弹体应力及其分布的影响规律。