身管
- 基于DT-Markov 的新型火炮身管狀態(tài)預(yù)測(cè)*
工作的重要內(nèi)容。身管是火炮的重要組成部分，其健康狀態(tài)直接影響了火炮的射擊精度，而身管的燒蝕磨損是影響身管壽命的重要原因之一，預(yù)測(cè)身管的健康狀態(tài)，能夠使管理者提前了解火炮的健康狀態(tài)變化情況，提高管理的科學(xué)性。身管的燒蝕磨損主要是發(fā)射彈丸產(chǎn)生的高溫、高壓、高速的火藥氣體和彈丸導(dǎo)轉(zhuǎn)部對(duì)身管內(nèi)壁反復(fù)作用的結(jié)果，燒蝕磨損會(huì)使身管的內(nèi)膛結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而造成火炮射擊精度的下降，燒蝕到一定程度將導(dǎo)致火炮難以完成戰(zhàn)斗任務(wù)，身管壽命終止。近年來，部分學(xué)者采用不同方法對(duì)身管燒
火力與指揮控制 2023年9期2023-10-26
- 不同持續(xù)射擊發(fā)數(shù)對(duì)火炮身管壽命的影響
099)0 引言身管是火炮實(shí)現(xiàn)發(fā)射與毀傷的核心功能部件,直接影響火炮武器的射程、射速、威力、精度等關(guān)鍵火力性能和智能化彈藥安全發(fā)射環(huán)境[1-3]。身管壽命終了意味著裝備完全喪失戰(zhàn)斗力,極大地影響火炮武器戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用和持續(xù)作戰(zhàn)能力。身管壽命是指火炮按規(guī)范條件發(fā)射,身管因燒蝕磨損在彈道性能降低到指標(biāo)規(guī)定的允許值或發(fā)生疲勞破壞前,身管所能發(fā)射的等效全裝藥當(dāng)量射彈總數(shù),前者稱為身管的彈道壽命,后者稱為疲勞壽命,較短者為身管壽命。根據(jù)火炮日常訓(xùn)練、作戰(zhàn)使用及身管技術(shù)發(fā)展
兵工學(xué)報(bào) 2023年4期2023-05-23
- 多源激勵(lì)下坦克行進(jìn)間火炮身管動(dòng)態(tài)彎曲問題研究
運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌，火炮身管決定著彈丸出炮口時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其精度是影響火炮射擊精度的主要因素之一[1-2]。但身管是由前后襯瓦支撐的類懸臂梁結(jié)構(gòu)，由于自重及加工誤差等原因，其不可避免地存在靜彎曲，彎曲后的身管，炮膛實(shí)際軸線與預(yù)期軸線并不重合，必然會(huì)改變彈丸的預(yù)期出射方向。因此研究身管的彎曲規(guī)律，減小其對(duì)射擊精度的影響一直是相關(guān)科研人員的研究熱點(diǎn)[3-5]?；诖?，楊璐等[6]、孔剛鵬等[7]分別基于光電檢測(cè)技術(shù)和激光測(cè)量技術(shù)提出了靜態(tài)條件下火炮身管彎曲量的測(cè)量方法
振動(dòng)與沖擊 2022年19期2022-10-17
- 雙剪及古典強(qiáng)度理論應(yīng)用于火炮身管的強(qiáng)度及振動(dòng)研究
線膛炮，彈丸還繞身管軸線高速旋轉(zhuǎn)，再加上轉(zhuǎn)管炮身管組高速旋轉(zhuǎn)，炮尾炮閂的撞擊，火炮不可避免的面臨著剛強(qiáng)度和振動(dòng)問題的挑戰(zhàn)，身管炮膛部位強(qiáng)度不足會(huì)引起膛炸事故，身管剛度不足、振動(dòng)過大會(huì)引起炮口不穩(wěn)，導(dǎo)致立靶密集度散布較大，對(duì)高精度射擊不利。身管過重還會(huì)使得火炮快速反應(yīng)能力下降，需要的動(dòng)力源功率增大，總體尺寸和質(zhì)量加大，進(jìn)而擠壓火炮載具(如裝甲車、艦船等)其他設(shè)備的空間和質(zhì)量，造成總體布局失調(diào)，影響裝備的總體性能。因此需要設(shè)計(jì)出有合理強(qiáng)度和振動(dòng)特性的身管[2-
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2022年4期2022-09-01
- 連射身管溫度場(chǎng)及彈丸擾動(dòng)分析
202)1 引言身管溫度場(chǎng)與彈丸擾動(dòng)情況是連射身管內(nèi)彈道研究中非常重要的一部分，近年來許多學(xué)者進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[1]對(duì)火炮發(fā)射過程中身管的多種傳熱過程進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[2]對(duì)不同射速和射擊方式對(duì)火炮身管溫度的影響進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[3]分析了某30 mm小口徑身管單發(fā)和連發(fā)條件下溫度場(chǎng)的變化規(guī)律，文獻(xiàn)[4]通過仿真和實(shí)驗(yàn)分析了連續(xù)射擊120發(fā)下槍管的瞬態(tài)傳熱模型，文獻(xiàn)[5]考慮身管軸向和徑向材料特性不一致，研究不同披甲對(duì)彈丸整個(gè)內(nèi)彈道過程身管動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2022年2期2022-03-16
- 沖擊載荷作用下身管疲勞行為研究
031)1 引言身管、彈丸和發(fā)射藥是身管武器發(fā)射的基本三要素。以大口徑線膛炮為例，火炮發(fā)射時(shí)，發(fā)射藥燃燒生成高溫火藥燃?xì)?，?dāng)其壓力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，彈丸在壓力作用下開始啟動(dòng)，彈帶擠進(jìn)坡膛和膛線起始部直至膛線全深，隨后，彈丸在高壓火藥燃?xì)庾饔孟虏粩嗉铀俨@得必要的轉(zhuǎn)速，最后以一定的初速從炮口脫離身管約束進(jìn)入大氣中飛向預(yù)定目標(biāo)。在通常不超過20 ms的內(nèi)彈道期間，身管膛內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化：一是高溫火藥燃?xì)鈱?duì)內(nèi)膛表面的快速加熱和燒蝕；二是因彈帶與內(nèi)膛表面間高
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2022年1期2022-02-21
- 火炮身管壽命評(píng)估方法及其標(biāo)準(zhǔn)研究
要，但同樣對(duì)火炮身管壽命提出了更高的要求。目前西方第三代坦克的滑膛炮可以達(dá)到1 500發(fā)左右的壽命，這個(gè)數(shù)字是現(xiàn)階段高壓滑膛炮的極限水平。圖1所示為高壓滑膛炮身管實(shí)物圖。圖1 高壓滑膛炮身管提升身管壽命、降低身管燒蝕磨損的技術(shù)措施主要有采用低爆溫發(fā)射藥、發(fā)射藥內(nèi)添加緩蝕劑、改善彈帶或炮膛結(jié)構(gòu)、采用短襯管及內(nèi)膛鍍鉻等[1-2]。圖2所示為萊茵金屬Rh-120坦克炮的鍍鉻內(nèi)膛，可以看出鍍鉻后的內(nèi)膛非常光滑。這些措施雖然使火炮身管壽命得到一定程度的提高，但在壽命
新技術(shù)新工藝 2022年12期2022-02-14
- 基于復(fù)合材料纖維纏繞增強(qiáng)技術(shù)的身管減重設(shè)計(jì)
人機(jī)功效，在滿足身管剛度、強(qiáng)度要求的前提下，采用鈦合金內(nèi)襯外表面纏繞復(fù)合材料纖維設(shè)計(jì)方案，在現(xiàn)有的加工能力、工藝條件下，通過調(diào)整鈦合金內(nèi)襯厚度以及復(fù)合材料鋪層層數(shù)，降低身管重量。復(fù)合材料由于其比強(qiáng)度、比剛度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、密度低等特點(diǎn)，被不斷地應(yīng)用到身管設(shè)計(jì)中。吳其俊[1]曾基于連續(xù)損傷力學(xué)理論和擴(kuò)展的蔡-吳失效準(zhǔn)則，采用以能量為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)剛度退化方法預(yù)測(cè)了復(fù)合材料槍管的漸進(jìn)破壞過程。徐光磊[2]基于蔡-吳失效準(zhǔn)則對(duì)含內(nèi)襯復(fù)合纖維材料發(fā)射筒進(jìn)行了漸進(jìn)失效分
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2021年1期2021-02-22
- 多物理場(chǎng)作用下身管應(yīng)力場(chǎng)及裂紋尖端強(qiáng)度因子分析
1)在傳統(tǒng)的武器身管設(shè)計(jì)中按強(qiáng)度理論來設(shè)計(jì)的前提是身管是連續(xù)的即不含有微裂紋或者其他缺陷。但在實(shí)際情況中由于諸多不可抗因素，身管中都會(huì)含有或多或少的缺陷，如氣孔或者微裂紋。這樣會(huì)大大降低身管設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及疲勞壽命，所以現(xiàn)代武器身管設(shè)計(jì)應(yīng)按照彈塑性斷裂理論，考慮非連續(xù)介質(zhì)下身管的強(qiáng)度及壽命。本文基于彈塑性斷裂理論，運(yùn)用有限元軟件ABAQUS采用擴(kuò)展有限元方法對(duì)含裂紋體的身管在溫度及殘余應(yīng)力場(chǎng)影響下，受到壓力載荷作用下身管的應(yīng)力場(chǎng)以及裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行分
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年12期2021-01-12
- 內(nèi)彈道對(duì)自動(dòng)步槍槍管瞬態(tài)溫場(chǎng)影響計(jì)算分析
京102202)身管作為提供彈丸初速和控制射擊精度的重要部件,在自動(dòng)步槍連續(xù)射擊中承受著高溫高壓火藥氣體的高頻率的熱沖擊,熱作用是影響身管內(nèi)壁瞬時(shí)機(jī)械強(qiáng)度以及化學(xué)反應(yīng)的主導(dǎo)因素[1-3],因此瞬態(tài)溫度的高低對(duì)壽命有重要影響。長期以來,我國工程技術(shù)人員,為了提高自動(dòng)步槍的槍管壽命,一直采用“膛壓緩和上升內(nèi)彈道方案”,而歐美等國的M4自動(dòng)步槍、HK416自動(dòng)步槍等采用了“膛壓快速上升內(nèi)彈道方案”,關(guān)于這2種內(nèi)彈道方案下槍管溫度場(chǎng)的對(duì)比分析,研究的人很少。文獻(xiàn)[
彈道學(xué)報(bào) 2020年4期2021-01-06
- 基于性能退化的身管多狀態(tài)可靠性分析
099）0 引言身管是身管類武器的核心部分，是實(shí)現(xiàn)武器戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的關(guān)鍵零件，保證身管處于可用的工作狀態(tài)，是保證身管類武器完成作戰(zhàn)任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的發(fā)展，身管壽命得以不斷提升，但日益頻繁的使用及對(duì)服役狀態(tài)要求的提高，使得有效評(píng)估身管在壽命周期內(nèi)的可靠性顯得尤為重要。充分利用使用過程中產(chǎn)生的與身管壽命有關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，建立合適的方法可對(duì)身管壽命可靠性進(jìn)行有效地分析與評(píng)估成為亟待解決的問題之一。目前，身管可靠性評(píng)估主要集中于對(duì)身管疲勞壽命的評(píng)估和燒蝕磨
火力與指揮控制 2020年11期2020-12-26
- 鍛后身管壁厚方向力學(xué)性能變化實(shí)驗(yàn)研究
210094）身管是自動(dòng)化武器槍體零件中重要的機(jī)械零部件，在彈丸發(fā)射時(shí)，膛內(nèi)會(huì)受到高溫高壓火藥燃?xì)獾淖饔肹1—2]，對(duì)其使用性能和壽命產(chǎn)生較大的影響，因而對(duì)身管材料的力學(xué)性能要求很高。我國現(xiàn)有的中小口徑武器的身管材料主要為30SiMn2MoVA，這是一種中碳調(diào)質(zhì)低合金結(jié)構(gòu)鋼，具有較高的強(qiáng)度和韌性[3]。為滿足現(xiàn)代化自動(dòng)武器的高要求，對(duì)身管材料的性能要求也是越來越高，不僅需要具有一定的強(qiáng)度，同時(shí)還得具有較好的塑性[4]。精鍛成形工藝是一種精確高效的身管制造
精密成形工程 2020年6期2020-12-08
- 固體發(fā)射藥火炮身管熱散失模擬研究
,大量的能量將被身管和彈丸熱損失、火藥燃?xì)鉂摕岷惋@熱等無用功消耗掉,其中通過身管向外消耗能量占發(fā)射藥總能量的10%～24%。在內(nèi)彈道學(xué)中無用功常通過減小火藥力和增大比熱比等隱性方法來求解[1-2]。直接求解身管熱散失需要明確火炮身管的溫度分布,而火炮身管的溫度分布與火炮的身管材料、射擊頻率、環(huán)境溫度、換熱系數(shù)等密切相關(guān)[3-7]?；鹋?span id="j5i0abt0b" class="hl">身管的熱散失將對(duì)火炮身管產(chǎn)生燒蝕,長時(shí)間將影響火炮的射擊精度、首發(fā)命中能力和使用壽命[8-10]。本文以30 mm小口徑火炮
彈道學(xué)報(bào) 2020年3期2020-10-09
- 基于Abaqus的某型大口徑火炮身管溫度場(chǎng)分析
成為了當(dāng)下大口徑身管武器裝備發(fā)展的必然趨勢(shì)。而身管作為身管武器的核心，主要功能是賦予彈丸一定初速的射向。伴隨大威力與高精度，射擊過程中身管膛內(nèi)將產(chǎn)生更高的溫度和對(duì)身管內(nèi)壁更嚴(yán)重的熱沖擊，使得金屬機(jī)械性能下降，影響身管的壽命[1]。因此，研究不同膛線類型的火炮對(duì)身管溫度場(chǎng)的影響是十分必要的。對(duì)于火炮身管溫度場(chǎng)的研究，彭克俠等[2]建立了某火炮身管的有限元模型，基于非線性瞬態(tài)熱力學(xué)理論，得出不同射速和不同環(huán)境溫度下身管溫度場(chǎng)的分布規(guī)律；徐達(dá)等[3]建立了火炮身
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年8期2020-09-07
- 轉(zhuǎn)管武器雙管發(fā)射方式研究
。轉(zhuǎn)管武器由多根身管在圓周方向均勻排布形成身管組，并固定在一個(gè)機(jī)匣上[1]。轉(zhuǎn)管武器工作時(shí)，通過外能源或內(nèi)能源驅(qū)動(dòng)，身管和機(jī)匣高速旋轉(zhuǎn)，身管每旋轉(zhuǎn)至擊發(fā)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行一次發(fā)射，對(duì)于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)管武器，射擊過程中都是單管射擊。發(fā)射過程中，身管受到火藥氣體作用，不僅會(huì)產(chǎn)生后坐力，還會(huì)使身管扭轉(zhuǎn)的力矩[2]，且轉(zhuǎn)管武器射頻越高，發(fā)射時(shí)身管受到的力矩越大，從而身管口變形量越大。因此提出了一種雙管發(fā)射的射擊方案，對(duì)比單管發(fā)射的轉(zhuǎn)管武器，該種新式發(fā)射方式采用雙路供彈、兩點(diǎn)擊發(fā)的射
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年6期2020-07-07
- 變形量對(duì)冷徑向鍛造身管力學(xué)性能各向異性的影響
前，我國速射武器身管制造普遍采用冷徑向鍛造工藝，徑向鍛造過程如圖1所示。冷徑向鍛造通常會(huì)使身管材料的強(qiáng)度指標(biāo)增加，塑性指標(biāo)下降，并產(chǎn)生力學(xué)性能的各向異性。身管使用過程中需要承受一定的膛壓，其力學(xué)性能各向異性會(huì)對(duì)身管使用性能產(chǎn)生影響。因此，為了制造出性能更加優(yōu)異的身管滿足其使用要求，需要對(duì)鍛后身管力學(xué)性能各向異性進(jìn)行研究。Yu等[3]對(duì)鎂環(huán)熱軋過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)鎂環(huán)厚度方向微觀結(jié)構(gòu)分布不均勻，其力學(xué)性能也呈現(xiàn)各向異性，中間層材料軋向屈服強(qiáng)度明顯高于橫向。劉力
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年5期2020-06-07
- 考慮壁厚差的火炮身管熱力耦合有限元分析
，加工誤差造成的身管壁厚差對(duì)發(fā)射彈丸炮口擾動(dòng)影響很大。由于身管存在壁厚差，身管在承受火藥燃?xì)鈮毫蜏囟葧r(shí)，內(nèi)部應(yīng)力、傳熱等不均勻，導(dǎo)致身管發(fā)生彎曲，從而使得彈丸產(chǎn)生炮口擾動(dòng)，最終影響射擊精度。目前國內(nèi)外學(xué)者從身管結(jié)構(gòu)、彈炮耦合等多個(gè)角度對(duì)火炮身管開展了深入的研究，其中多數(shù)研究為簡(jiǎn)化模型將身管視為理想幾何體。部分學(xué)者對(duì)火炮身管壁厚差的測(cè)量進(jìn)行了研究[1-3]，有待進(jìn)一步對(duì)身管壁厚差及其對(duì)身管彎曲的影響建立理論模型進(jìn)行深入研究。傳統(tǒng)的研究主要考慮身管承受火藥燃
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年4期2020-05-18
- 磨損身管有限元模型的直接編寫法
0023)彈丸與身管耦合問題[1-2](以下簡(jiǎn)稱彈炮耦合)是火炮發(fā)射動(dòng)力學(xué)中的核心問題，也是研究內(nèi)彈道性能退化的起始點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)目前彈炮耦合建模方法和內(nèi)彈道性能退化研究方法可以發(fā)現(xiàn)，由于缺乏合適的建模手段，大多數(shù)研究人員只研究基于磨損特征點(diǎn)(最大磨損量)的統(tǒng)計(jì)推斷技術(shù)，計(jì)算準(zhǔn)確性完全取決于統(tǒng)計(jì)樣本量的大小，從而導(dǎo)致性能退化計(jì)算模型過于簡(jiǎn)單、分析過程過于草率。因此，建立精確的身管幾何模型和磨損身管分析模型是描述內(nèi)彈道性能退化物理過程和全炮性能退化建模的第一步。本
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2020年3期2020-04-22
- 火炮身管會(huì)越來越長嗎?
的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于身管火炮來說，要想增加射程，最簡(jiǎn)單的做法就是加長身管，獲得更高的初速。作為世界上最重要壓制火炮之一的155毫米榴彈炮在二戰(zhàn)后就經(jīng)過了三次重大的口徑革命，即39倍、45倍和52倍口徑。目前，世界上新型的155毫米火炮大都采用了52倍口徑身管，發(fā)射普通榴彈時(shí)射程均在30千米以上，發(fā)射底排榴彈時(shí)可達(dá)40千米。不過，現(xiàn)在一些西方國家對(duì)52倍口徑也不滿意了，美國正在發(fā)展身管長度為58倍口徑、而德國萊茵金屬公司則計(jì)劃發(fā)展60倍口徑的155毫米榴彈炮。美
兵器知識(shí) 2020年2期2020-03-20
- 不同射速對(duì)身管內(nèi)壁燒蝕的影響
051）0 引言身管是自動(dòng)步槍的重要部件，在射擊過程中，身管往往承受著較高的沖擊載荷，尤其是在高射速下連續(xù)射擊。連續(xù)射擊時(shí)，身管內(nèi)壁表面的溫度非常高，高溫使得身管內(nèi)壁表面的金屬發(fā)生軟化，更嚴(yán)重的會(huì)使金屬熔化。這熔化燒蝕嚴(yán)重影響身管的壽命，從而制約著武器的發(fā)展。這方面的問題一直是各國學(xué)者研究的重點(diǎn)，梁文凱［1］對(duì)火炮身管燒蝕磨損問題進(jìn)行了研究，并建立了磨損后的內(nèi)彈道模型，了解膛壓和初速的變化情況；歐陽青［2］通過身管磨損的內(nèi)彈道模型，分析得到火炮和身管的使用
火力與指揮控制 2019年7期2019-08-27
- 線膛身管有限元網(wǎng)格參數(shù)化建模方法
450015)身管是提供火炮內(nèi)彈道過程的基礎(chǔ)部件，承受極高的火藥氣體壓力。彈丸發(fā)射過程中，彈丸與身管膛線發(fā)生相互擠壓，彈帶材料經(jīng)歷高瞬態(tài)大變形、摩擦等過程[1]。彈丸在膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)是一個(gè)高度非線性問題。研究彈丸膛內(nèi)起始運(yùn)動(dòng)過程，對(duì)于研究彈丸運(yùn)動(dòng)規(guī)律有著重要意義[2-6]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有限元方法逐漸成為研究該類問題的主流方法。在有限元模型中，身管有限元網(wǎng)格的構(gòu)造和網(wǎng)格精度對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性尤為重要。線膛身管的內(nèi)膛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受載惡劣。使用有限元分析方
國防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年3期2019-06-19
- 基于垂向固有振動(dòng)仿真的身管口徑倍數(shù)設(shè)計(jì)研究
)0 引 言火炮身管是在高溫、高壓和受高速火藥氣體的沖擊下工作的。一般在極短的時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)溫度可達(dá)到3000°左右，壓力可達(dá)到300 MPa左右。另外，身管通常都是數(shù)十倍于其發(fā)射炮彈的口徑，而且通常都是在身管后部進(jìn)行約束，屬于典型的細(xì)長懸臂梁結(jié)構(gòu)。身管的口徑倍數(shù)，也即身管的長度需要結(jié)合其垂向固有振動(dòng)性能進(jìn)行綜合考慮，以便降低起始擾動(dòng)，提高炮彈發(fā)射時(shí)的動(dòng)態(tài)精度。身管動(dòng)態(tài)發(fā)射過程不可避免地需要關(guān)注其動(dòng)剛度問題。身管口徑倍數(shù)對(duì)身管的動(dòng)剛度具有重要影響，需要對(duì)身管的
艦船科學(xué)技術(shù) 2019年5期2019-06-03
- 基于隨動(dòng)邊界的火炮身管熱力聯(lián)合效應(yīng)數(shù)值分析
及遠(yuǎn)射程的要求使身管處于更嚴(yán)峻的工作環(huán)境，身管脹膛、炸膛以及斷裂等事故時(shí)有發(fā)生[1-2]。因此，用現(xiàn)代計(jì)算方法對(duì)射擊環(huán)境下的身管動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，具有重要的意義。在實(shí)彈射擊過程中，身管受載來自于炮架接觸力、火藥氣體作用力、彈丸接觸力以及后坐慣性力，其中火藥氣體作用力被認(rèn)為是主要作用壓力。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論考慮的身管受載邊界條件過于簡(jiǎn)化，與實(shí)際身管動(dòng)態(tài)響應(yīng)具有較大差別。侯健等[3]指出傳統(tǒng)上采用的彈性強(qiáng)度失效準(zhǔn)則未能代表火炮身管失效的本質(zhì)，并提出了一種允許小塑性變
兵工學(xué)報(bào) 2019年4期2019-05-08
- 艦炮身管的抗振性能優(yōu)化研究
0 引言對(duì)于艦炮身管自身結(jié)構(gòu)來說，若不考慮其加工制造過程中由于加工條件與環(huán)境因素造成的缺陷，結(jié)構(gòu)參數(shù)直接決定了艦炮身管的使用性能[1-2]。國內(nèi)外關(guān)于通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法提高艦炮身管性能指標(biāo)的研究方向有所不同，國外偏向于通過改善制造方法和加工工藝來提高艦炮身管的綜合使用性能，而國內(nèi)則偏向于通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以身管使用性能為優(yōu)化指標(biāo)，使得身管復(fù)合材料結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)[3]。目前，國內(nèi)研究內(nèi)容多偏向于材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化，而忽略了傳統(tǒng)的金屬艦炮身管。但在實(shí)際應(yīng)用中，艦炮身管材
兵工學(xué)報(bào) 2019年2期2019-03-13
- 坦克火炮身管模態(tài)分析及振動(dòng)特性研究
激勵(lì)的作用，火炮身管將發(fā)生彎曲變形，而炮口的振動(dòng)變形將對(duì)坦克炮的射擊精度產(chǎn)生很大影響[1].模態(tài)分析是一種研究物體固有屬性的方法，通過模態(tài)分析可以得到物體的模態(tài)參數(shù)，為進(jìn)一步研究火炮身管的振動(dòng)特性提供基礎(chǔ).針對(duì)坦克火炮身管的振動(dòng)特性，李猛等[2]研究了火炮身管振動(dòng)性能與射擊頻率的匹配關(guān)系，通過對(duì)身管模型進(jìn)行模態(tài)分析，得到其固有頻率和固有振型，并對(duì)模型進(jìn)行諧響應(yīng)分析.徐亞棟等[3]研究了復(fù)合材料火炮身管的動(dòng)力學(xué)性能，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)火炮身管進(jìn)行強(qiáng)迫響應(yīng)
車輛與動(dòng)力技術(shù) 2018年4期2019-01-04
- 彈丸與身管耦合振動(dòng)問題的迭代解法
火炮射擊過程中，身管的自重彎曲、布爾登效應(yīng)、移動(dòng)彈丸的重力和偏心力、膛內(nèi)的旋轉(zhuǎn)摩擦力矩等諸多因素均會(huì)影響射擊精度。其中，身管振動(dòng)變形以及彈丸自身慣性是彈丸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的一個(gè)主要因素。彈丸發(fā)射過程是一個(gè)極其復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過程，發(fā)射中，身管振動(dòng)與彈丸運(yùn)動(dòng)相互影響、相互耦合，影響彈丸最終離開炮口的狀態(tài)。到目前為止，在火炮振動(dòng)研究領(lǐng)域內(nèi)，這方面的研究大部分都相對(duì)不成熟，準(zhǔn)確定量的理論分析還不多見，因而精確地建立彈丸膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)引起的炮管振動(dòng)模型及分析方法是必要的。對(duì)于耦
兵工學(xué)報(bào) 2018年7期2018-08-07
- 基于數(shù)值仿真的四種類型身管強(qiáng)度比較
3）0 引言槍炮身管在發(fā)射彈丸時(shí)要承受火藥氣體的高壓，其所能承受的最高膛壓即身管的強(qiáng)度。強(qiáng)度是身管的核心指標(biāo)，槍炮的威力越大，要求身管的強(qiáng)度越高。目前身管已發(fā)展出了多種類型：最基礎(chǔ)的是單筒身管；為了提高強(qiáng)度，發(fā)展出了筒緊、絲緊和自緊身管等增強(qiáng)身管；為了節(jié)約材料，發(fā)展出了可更換內(nèi)襯的活動(dòng)身管、活動(dòng)襯管和短襯管等襯管身管[1-6]。各種身管結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致其使用時(shí)在應(yīng)力分布上存在不同，從而構(gòu)成了不同的強(qiáng)度機(jī)理。為了更好地理解不同類型身管的強(qiáng)度機(jī)理，這里選擇有代
機(jī)械工程師 2018年6期2018-06-14
- 同軸螺線管身管膛內(nèi)電磁感應(yīng)特性仿真與優(yōu)化
性，并以某型火炮身管為仿真算例，建立同軸螺線管身管電磁仿真模型，對(duì)不同激勵(lì)頻率下膛內(nèi)電磁感應(yīng)特性進(jìn)行仿真分析。為進(jìn)一步提高交流激勵(lì)下膛內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度，以線圈參數(shù)、身管參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，對(duì)同軸螺線管身管膛內(nèi)電磁感應(yīng)特性進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，膛內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著激勵(lì)頻率的提高呈指數(shù)型降低；在相同激勵(lì)條件下，可通過優(yōu)化線圈、身管參數(shù)降低金屬身管對(duì)外激勵(lì)源的屏蔽效應(yīng)，從而提高膛內(nèi)等效磁場(chǎng)強(qiáng)度。關(guān)鍵詞： 螺線管； 身管； 電磁感應(yīng)； 優(yōu)化設(shè)計(jì)； 激勵(lì)頻率； 等效磁場(chǎng)強(qiáng)度
現(xiàn)代電子技術(shù) 2018年11期2018-06-12
- 基于異常壓力場(chǎng)的火炮身管斷裂失效再現(xiàn)數(shù)值模擬
10094)火炮身管起到密封內(nèi)彈道時(shí)期高溫、高壓火藥燃?xì)獾淖饔?并為彈丸內(nèi)彈道運(yùn)動(dòng)過程提供相應(yīng)的空間約束。在實(shí)際的火炮發(fā)射過程中,火炮身管受力極為復(fù)雜。在日常射擊過程中,火炮等身管常規(guī)武器會(huì)意外發(fā)生身管脹膛甚至產(chǎn)生一定程度的結(jié)構(gòu)斷裂的情況。由于身管產(chǎn)生斷裂失效的過程是一個(gè)非常復(fù)雜的力學(xué)、物理以及化學(xué)過程,很難直接對(duì)其進(jìn)行直觀的實(shí)驗(yàn)研究,只能在人為的相關(guān)假設(shè)以及簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上借助間接的手段對(duì)其進(jìn)行分析。計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真技術(shù)可以較真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際物理場(chǎng)變化過程,定性
彈道學(xué)報(bào) 2018年1期2018-03-31
- 坦克火炮身管模態(tài)分析及試驗(yàn)驗(yàn)證
備技術(shù)】坦克火炮身管模態(tài)分析及試驗(yàn)驗(yàn)證郝丙飛， 王紅巖， 芮 強(qiáng)(裝甲兵工程學(xué)院 機(jī)械工程系, 北京 100072)針對(duì)火炮身管振動(dòng)特性對(duì)火炮高低向穩(wěn)定精度和射擊密集度造成的影響，以及身管彈性變形與模態(tài)的內(nèi)在關(guān)系，以某型主戰(zhàn)坦克火炮身管為例，建立身管結(jié)構(gòu)有限元模型；進(jìn)行模態(tài)分析，得到約束狀態(tài)下的固有頻率和振型；基于LMS測(cè)試系統(tǒng)對(duì)火炮身管進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)分析；試驗(yàn)與仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)比，結(jié)果表明：所建身管有限元結(jié)構(gòu)模型能夠較好的符合身管實(shí)際的振動(dòng)特性，為火炮振動(dòng)響
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2017年10期2017-11-14
- 基于改進(jìn)支持向量回歸機(jī)的火炮身管壽命預(yù)測(cè)
向量回歸機(jī)的火炮身管壽命預(yù)測(cè)廖俊勃，李 燕，楊軍鋒，張 恒，楊志超（中國華陰兵器試驗(yàn)中心，陜西 華陰 714200）為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)火炮身管壽命終止時(shí)火炮射彈數(shù)，根據(jù)射擊過程中火炮身管磨損量與身管壽命特性，分析了身管膛線起始部磨損量與身管射彈數(shù)之間的關(guān)系，提出了支持向量回歸機(jī)算法，并采用遺傳算法進(jìn)行模型優(yōu)化改進(jìn)，得到火炮身管壽命預(yù)測(cè)最優(yōu)模型。結(jié)合兩種類型火炮的身管數(shù)據(jù)，利用該模型對(duì)身管壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與原始支持向量回歸機(jī)進(jìn)行對(duì)比，通過分析可知改進(jìn)的支持向量回歸機(jī)
火力與指揮控制 2017年9期2017-10-16
- 身管模態(tài)的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究
摘 要：本文基于身管模態(tài)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)火炮身管進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析。首先是對(duì)火炮身管的振動(dòng)情況進(jìn)行了解，建立火炮身管的模型，其次應(yīng)用ANSYS軟件和實(shí)驗(yàn)分析軟件對(duì)身管進(jìn)行計(jì)算和分析，得出身管振動(dòng)的固有頻率。然后通過連續(xù)振動(dòng)理論對(duì)身管進(jìn)行運(yùn)算，得到固有頻率與前倆者進(jìn)行比較。主要步驟是將火炮身管化為離散的多自由度模型，利用ANSYS仿真、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法及連續(xù)系統(tǒng)振動(dòng)的理論分析法得出其振動(dòng)特性，求解身管一，二，三，四階振動(dòng)的固有頻率。通過比較，總結(jié)出3種方
科技尚品 2017年2期2017-05-30
- 火炮身管失效機(jī)理和壽命預(yù)測(cè)
與裝備管理】火炮身管失效機(jī)理和壽命預(yù)測(cè)劉幫俊，陳榮剛，吳 斌(中國人民解放軍陸軍軍官學(xué)院，合肥 230031)針對(duì)身管壽命預(yù)測(cè)這個(gè)長期研究的難點(diǎn)問題，概括了當(dāng)前預(yù)測(cè)身管壽命的主要方法和模型，并對(duì)各自的特點(diǎn)和不足進(jìn)行了分析。鑒于傳統(tǒng)身管壽命預(yù)測(cè)技術(shù)不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)身管失效時(shí)間，根據(jù)身管損傷狀況、外壁面應(yīng)變和射彈數(shù)(壽命)的內(nèi)在聯(lián)系，提出了基于身管外壁面應(yīng)變變化量的身管壽命預(yù)測(cè)方法。身管失效；壽命預(yù)測(cè)；應(yīng)變變化量身管是火炮的重要零部件之一，其壽命是指火炮按射擊規(guī)范
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2016年12期2017-01-07
- 某火炮身管溫度仿真計(jì)算及其影響因素分析
099)?某火炮身管溫度仿真計(jì)算及其影響因素分析朱文芳，王育維，郭映華，董彥誠，李瑞靜(西北機(jī)電工程研究所，陜西 咸陽 712099)火炮射擊過程中高溫燃?xì)庵芷谛詻_刷身管內(nèi)膛導(dǎo)致內(nèi)膛壁溫升高，從而使以含能材料為主配方的全可燃裝藥在膛內(nèi)滯留期間面臨更多的熱安全性問題。利用雙一維兩相流內(nèi)彈道模型與一維軸對(duì)稱熱傳導(dǎo)模型，描述了某火炮連續(xù)發(fā)射過程中的身管傳熱規(guī)律，并通過計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)持續(xù)射擊20發(fā)的身管溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2016年4期2016-12-20
- 基于蒙特卡洛模擬的身管疲勞壽命加速試驗(yàn)與分析
于蒙特卡洛模擬的身管疲勞壽命加速試驗(yàn)與分析李家坤, 楊國來, 葛建立, 尹威華, 蘇 艾(南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094)為解決身管疲勞壽命試驗(yàn)時(shí)間長、費(fèi)用高等問題，提出對(duì)身管進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。基于蒙特卡洛方法對(duì)身管疲勞壽命的加速試驗(yàn)進(jìn)行模擬，得到身管疲勞壽命的分布規(guī)律，同時(shí)對(duì)加速試驗(yàn)的基本假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，并估計(jì)出加速模型的參數(shù)。研究表明，身管的疲勞壽命在不同加速應(yīng)力水平下均服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，加速因子與應(yīng)力水平呈指數(shù)關(guān)系，通過加速模型估
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2016年3期2016-11-21
- 基于鉻層與基體結(jié)合部疲勞損傷的轉(zhuǎn)管機(jī)槍身管壽命預(yù)測(cè)研究
勞損傷的轉(zhuǎn)管機(jī)槍身管壽命預(yù)測(cè)研究徐寧1,2， 吳永海1,3， 王永娟1， 徐誠1(1.南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院, 江蘇 南京 210094; 2.南京理工大學(xué) 格萊特納米科技研究所， 江蘇 南京 210094；3.淮陰工學(xué)院 機(jī)電工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心， 江蘇 淮陰 223003)為預(yù)測(cè)身管壽命，采用熱- 固耦合場(chǎng)理論、沖擊疲勞理論和疲勞累積損傷理論，提出基于身管鉻層與基體結(jié)合部疲勞損傷的身管壽命預(yù)測(cè)方法。以3管轉(zhuǎn)管機(jī)槍的身管壽命為例，建立有限元模型，計(jì)算鉻層
兵工學(xué)報(bào) 2016年10期2016-11-09
- 基于ADAMS的炮膛合力施加方法
在ADAMS中以身管運(yùn)動(dòng)角度為參照，運(yùn)用IF、SIN、AKISPL函數(shù)編寫火炮循環(huán)射擊載荷表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了在勻速、變速與延遲射擊等不同射擊條件下的炮膛合力施加方法，為轉(zhuǎn)管武器的動(dòng)力學(xué)仿真施加更真實(shí)的載荷提供了有利條件。轉(zhuǎn)管武器; 炮膛合力; ADAMS; 函數(shù); 動(dòng)力學(xué)仿真轉(zhuǎn)管武器具有射速高、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量相對(duì)較輕、體積較小、動(dòng)作可靠、故障率低、壽命較長和應(yīng)用范圍較廣的優(yōu)點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)管武器在射擊過程中身管組高速旋轉(zhuǎn)，其炮膛合力具有不同于傳統(tǒng)身管武器炮膛合力的特
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2016年1期2016-09-20
- 瞬態(tài)沖擊載荷下復(fù)合材料身管損傷研究
擊載荷下復(fù)合材料身管損傷研究魏存磊，徐亞棟，馬燕穎(南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南京210094)摘要：復(fù)合材料身管的損傷除了具有傳統(tǒng)金屬身管的損傷模式外，還包括復(fù)合材料層的損傷，金屬層與復(fù)合材料層間界面損傷；針對(duì)該問題，采用有限元法對(duì)瞬態(tài)沖擊載荷下復(fù)合材料身管損傷進(jìn)行數(shù)值模擬，討論影響復(fù)合材料身管損傷的因素，主要研究不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)復(fù)合材料身管損傷的影響；不同載荷工況下復(fù)合材料身管的損傷模式；這些研究對(duì)于提高含金屬內(nèi)襯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的安全性和壽命，拓展復(fù)
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2016年7期2016-08-10
- 考慮纏繞預(yù)應(yīng)力的軌道炮身管復(fù)合外殼漸進(jìn)損傷分析
繞預(yù)應(yīng)力的軌道炮身管復(fù)合外殼漸進(jìn)損傷分析尹冬梅，栗保明 （南京理工大學(xué)瞬態(tài)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210094）摘要：基于漸進(jìn)損傷理論和Hashin失效準(zhǔn)則，建立軌道炮身管纖維纏繞復(fù)合外殼的三維漸進(jìn)損傷模型，采用有限元法分析和預(yù)測(cè)其損傷的起始和演變發(fā)展。借鑒纖維纏繞壓力容器的設(shè)計(jì)理論，計(jì)算了等環(huán)向應(yīng)力纏繞的預(yù)應(yīng)力，分析了纏繞預(yù)應(yīng)力對(duì)復(fù)合外殼漸進(jìn)損傷的影響。仿真結(jié)果表明：復(fù)合外殼漸進(jìn)損傷過程中，基體開裂、分層等多種損傷模式相繼出現(xiàn)，其中基體開裂和拉伸引起
兵工學(xué)報(bào) 2016年6期2016-07-29
- 身管材料再制造接箍表面激光淬火數(shù)值分析
250000)?身管材料再制造接箍表面激光淬火數(shù)值分析余飛，皇甫列鋒，王明，隋珅(72478部隊(duì)，濟(jì)南 250000)摘要：通過試驗(yàn)驗(yàn)證已知，將退役火炮身管材料應(yīng)用于石油鉆采零部件，在結(jié)構(gòu)和性能方面均具備再制造的可行性。為進(jìn)一步提高退役優(yōu)質(zhì)材料的再利用價(jià)值，對(duì)再制造接箍表面進(jìn)行激光淬火強(qiáng)化處理，并對(duì)其熱響應(yīng)過程進(jìn)行數(shù)值分析。建立了環(huán)狀接箍材料的數(shù)值模型，優(yōu)化熱源數(shù)學(xué)表達(dá)模型和加載過程，計(jì)算分析結(jié)果表明：激光功率增加和掃描速度降低會(huì)提高溫度場(chǎng)最高溫度和增加淬
石油礦場(chǎng)機(jī)械 2016年6期2016-07-20
- 槍炮身管疲勞和磨損及其健康監(jiān)測(cè)研究
30031)槍炮身管疲勞和磨損及其健康監(jiān)測(cè)研究吳 斌，劉幫俊，鄭 靖，陳曉磊，鄒志強(qiáng)，張開閂(陸軍軍官學(xué)院，合肥 230031)疲勞和磨損是影響槍炮身管壽命的兩個(gè)重要因素。本研究簡(jiǎn)述了槍炮身管抗疲勞和磨損技術(shù)研究進(jìn)展，并對(duì)身管燒蝕磨損壽命和疲勞壽命評(píng)估現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)述，指出以藥室增長量或膛線起始部位，徑向磨損量預(yù)測(cè)身管剩余壽命科學(xué)依據(jù)不足，且未考慮疲勞和磨損的耦合作用促使裂紋萌生和擴(kuò)展速率加速的現(xiàn)象。鑒于傳統(tǒng)的壽命預(yù)測(cè)技術(shù)不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)身管失效時(shí)間，身管健康監(jiān)測(cè)
失效分析與預(yù)防 2016年6期2016-02-15
- 火炮身管傳熱數(shù)值模擬及溫度分布規(guī)律
00072)火炮身管傳熱數(shù)值模擬及溫度分布規(guī)律徐 達(dá)， 羅 業(yè)， 范文博(裝甲兵工程學(xué)院兵器工程系， 北京 100072)為研究小口徑火炮身管在不同射擊條件下的溫度分布特性，建立了膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)及后效時(shí)期火藥燃?xì)獾臏囟确匠蹋_定了傳熱初始條件；分析了內(nèi)彈道時(shí)期身管膛壁對(duì)流換熱系數(shù)，明確了傳熱邊界；依據(jù)傳熱學(xué)理論，建立了火炮身管的傳熱學(xué)模型，并采用有限差分方法對(duì)模型進(jìn)行了求解。最后，以某30mm小口徑鍍鉻身管為例分析了單發(fā)及連發(fā)射擊條件下溫度場(chǎng)的分布及其變化規(guī)律，
裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2016年6期2016-02-11
- 彈帶擠進(jìn)過程身管內(nèi)壁損傷的數(shù)值模擬研究
)?彈帶擠進(jìn)過程身管內(nèi)壁損傷的數(shù)值模擬研究劉廣生1,2， 孫河洋2， 周偉3(1.陸軍軍官學(xué)院，合肥230031 ；2. 軍械工程學(xué)院，石家莊050003；3.北京軍代局，北京100042)火炮發(fā)射過程中，火炮身管內(nèi)膛材料的損傷、失效及安全性問題一直是學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)[1]。發(fā)射過程中身管材料的力學(xué)性能主要受兩個(gè)因素的影響：即擠進(jìn)過程中彈帶與身管內(nèi)壁的沖擊摩擦作用；高溫、高壓火藥燃?xì)鈱?duì)身管內(nèi)壁的沖刷作用。其中，在彈帶與身管內(nèi)膛的強(qiáng)烈沖擊摩擦作
振動(dòng)與沖擊 2015年13期2016-01-28
- 高射頻自動(dòng)機(jī)射擊模式下身管壽命分析
0)高射速自動(dòng)機(jī)身管具有高溫、高壓、高頻沖擊的工況特點(diǎn)［1-3］。自動(dòng)機(jī)的射擊模式、身管材料、加工工藝、身管膛內(nèi)結(jié)構(gòu)、內(nèi)彈道特性等因素均對(duì)身管壽命有較大影響［4-5］。高射頻自動(dòng)機(jī)連續(xù)射擊時(shí)，身管在極短的時(shí)間內(nèi)熱量來不及向外散熱，身管溫度會(huì)在瞬間迅速升高，因此很容易使得身管內(nèi)壁材料出現(xiàn)嚴(yán)重的超溫工況，使得材料的性能發(fā)生改變，加速身管膛線的磨損，進(jìn)而影響身管的射擊壽命。因此高射速自動(dòng)機(jī)連續(xù)射擊的射擊模式(包括每次連發(fā)數(shù)、間隔時(shí)間、射擊發(fā)數(shù)等)對(duì)自動(dòng)機(jī)身管內(nèi)壁
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2015年12期2015-09-12
- 自緊身管表面壓坑和應(yīng)力消退強(qiáng)度分析
3）0 引言自緊身管在制造時(shí)對(duì)身管內(nèi)膛施加高壓，使身管內(nèi)壁部分或者全部發(fā)生塑性變形，撤除高壓后，在身管內(nèi)壁形成殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力可以抵消火炮發(fā)射時(shí)承受的部分內(nèi)壓，從而使身管可以承受更高的內(nèi)壓，也就是說提高了身管的強(qiáng)度。目前高膛壓火炮（如坦克炮、反坦克炮、新式大口徑火炮等）普遍采用自緊身管。在理想情況下，我們通常認(rèn)為自緊身管的強(qiáng)度就是自緊制造時(shí)施加的自緊壓力。但是考慮實(shí)際情況，身管毛坯自緊后，通常還要進(jìn)行內(nèi)外徑精加工，火炮在戰(zhàn)場(chǎng)上可能由于身管表面受損導(dǎo)致身管
機(jī)械工程師 2015年11期2015-05-14
- 鍍鎳?yán)p繞式復(fù)合材料身管徑向散熱過程的數(shù)值模擬
鎳?yán)p繞式復(fù)合材料身管徑向散熱過程的數(shù)值模擬王振興，原梅妮，李立州，向豐華，張 明（中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山西太原 030051）提出一種提高復(fù)合材料身管散熱性能的方法，擬在纏繞身管的復(fù)合材料表面鍍鎳后再進(jìn)行纏繞，以提高復(fù)合材料身管散熱性能。應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件模擬了鍍鎳?yán)p繞式復(fù)合材料身管和普通復(fù)合材料身管的徑向傳熱過程。分析發(fā)現(xiàn)鍍鎳?yán)p繞式復(fù)合材料身管內(nèi)部熱量主要經(jīng)鍍鎳層傳至身管表面進(jìn)行散熱，在相同射擊和冷卻條件下鍍鎳?yán)p繞式復(fù)合材料身管內(nèi)層溫度更低。
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2015年3期2015-01-08
- 基于ANSYS的身管固有頻率分析
結(jié)果等幾個(gè)步驟。身管作為火炮的重要零件之一，依靠搖架支撐導(dǎo)引完成后坐和復(fù)進(jìn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)射過程中必然會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響射擊精度。造成身管振動(dòng)的因素很多，包括Bourdon效應(yīng)、彈－炮相互作用、彈丸慣性、后坐不平衡以及身管由于重力產(chǎn)生的初始撓度等［1］，為抑制或減小身管振動(dòng)，有必要研究身管的固有模態(tài)。本文主要分析身管在有搖架和無搖架約束時(shí)的固有頻率。1 建立有限元模型1．1 基本假設(shè)在建立有限元模型前，先進(jìn)行以下基本假設(shè)：①身管為均勻彈性梁，其物理性質(zhì)沿長度方向保持
機(jī)械工程與自動(dòng)化 2014年3期2014-09-04
- 基于Pro/E二次開發(fā)和Matlab聯(lián)合的火炮身管設(shè)計(jì)
lab聯(lián)合的火炮身管設(shè)計(jì)李正偉1，高躍飛1，柯 彪2，徐鳳軍3(1.中北大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，山西 太原 030051；2.西北機(jī)電工程研究所，陜西 咸陽 712099；3.中國兵器裝備研究院，北京 102202)根據(jù)火炮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將火炮身管的設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)體建模集成在一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境下進(jìn)行，可無縫銜接各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，自動(dòng)完成零件的參數(shù)化建模，從而可提高設(shè)計(jì)效率?；赑ro/TOOLKIT對(duì)Pro/E進(jìn)行了用戶界面的定制，同時(shí)利用C++
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2014年4期2014-09-01
- 基于ANSYS的迫擊炮身管溫差應(yīng)力分析
輕火炮的重量，使身管壁更薄，由此帶來的都是對(duì)身管更加嚴(yán)重的熱作用［1］，造成了身管壁內(nèi)存在不可忽視的溫差應(yīng)力。因此，對(duì)迫擊炮身管溫差應(yīng)力進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。1 溫差應(yīng)力的計(jì)算［2］射擊時(shí)，火藥氣體的高溫灼熱了身管內(nèi)層金屬，并向身管外層傳遞，這一存在于管壁內(nèi)的溫度梯度必將引起溫差應(yīng)力。迫擊炮身管的溫差應(yīng)力將對(duì)其強(qiáng)度計(jì)算產(chǎn)生深刻的影響。1.1 基本假設(shè)本文做如下基本假設(shè)：①圓筒形身管的材料為均質(zhì)的和各向同性的；②身管材料的彈性模量和線膨脹系數(shù)均當(dāng)作平均的常數(shù)
機(jī)械工程與自動(dòng)化 2014年4期2014-07-20
- 火炮身管壽命研究?
051）0 引言身管是火炮的重要部件之一，其使用狀況直接影響武器的運(yùn)用效果和人機(jī)功效。身管壽命是火炮自動(dòng)武器的一個(gè)重要的評(píng)判指標(biāo)。火炮發(fā)射過程是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，它包括多種形式的運(yùn)動(dòng)以及能量轉(zhuǎn)換?；鹋?span id="j5i0abt0b" class="hl">身管在一定程度上可視為超高壓壓力容器，其核心作用在于把火藥氣體的熱能轉(zhuǎn)化為彈丸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。在此過程中，還伴隨著火藥點(diǎn)、傳火產(chǎn)生的壓力波的傳遞和反射，彈體與膛壁的摩擦與傳熱等復(fù)雜問題。顯而易見，上述各種現(xiàn)象的產(chǎn)生、發(fā)展不是孤立的，而是相互影響、相互滲透的，它們
機(jī)械工程與自動(dòng)化 2014年2期2014-04-16
- 身管直線度誤差對(duì)彈丸初速跳角散布的影響
壓和瞬時(shí)性，火炮身管的制造誤差中炮膛的直線度誤差，或者稱身管的直線度誤差，以及由此產(chǎn)生的炮口角對(duì)火炮射擊精度的影響，長久以來是一個(gè)難以深入研究的難題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的完善，絕大部分的設(shè)計(jì)工作和分析工作都可以在計(jì)算機(jī)上完成，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息容量和快速的數(shù)值解算能力，以及方便的人機(jī)交互性能為研究這一問題提供了新的條件和可能性。本文將研究的重點(diǎn)集中在采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)探討身管直線度誤差對(duì)彈丸初速跳角散布的影響，制訂身管設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)條件。
彈道學(xué)報(bào) 2013年1期2013-12-25
- 某火炮身管壽命問題探討
)某小口徑火炮在身管壽命考核試驗(yàn)中，采用相同的射擊規(guī)范，自動(dòng)機(jī)B身管的壽命僅為自動(dòng)機(jī)A的64%～70%。兩種自動(dòng)機(jī)身管的材料、內(nèi)膛結(jié)構(gòu)和工藝完全相同，使用彈藥的彈道性能基本相同。唯一不同的是自動(dòng)機(jī)A的額定射速為550發(fā)/min，自動(dòng)機(jī)B的額定射速為1 000發(fā)/min。筆者以射擊過程中身管外壁溫度測(cè)試結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)身管溫度分析程序中的計(jì)算參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，然后對(duì)身管內(nèi)膛溫升進(jìn)行熱分析計(jì)算。從身管溫升角度，用類比法，估算自動(dòng)機(jī)B身管的壽命，并分析其壽命降低的原因
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2013年3期2013-11-21
- 一種火炮身管的模板化設(shè)計(jì)方法
12099)火炮身管是實(shí)現(xiàn)火炮發(fā)射彈丸的核心零部件，所承受的載荷主要來自發(fā)射時(shí)的火藥氣體壓力、彈丸沿膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)阻力(矩)、彈丸出炮口時(shí)的炮口制退力、后坐阻力、慣性力(矩)和沖擊碰撞力等，同時(shí)，身管內(nèi)壁伴隨著承受高溫、燒蝕作用和沖擊振動(dòng)。因此，其設(shè)計(jì)既要根據(jù)膛內(nèi)火藥氣體作用條件，確定身管的外形、內(nèi)膛(含藥室、坡膛和膛線)等幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，更要根據(jù)壓力、沖擊和溫度等優(yōu)化身管的厚度、剛度和強(qiáng)度等物理力學(xué)參數(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，身管的設(shè)計(jì)已經(jīng)積累了大量成熟的經(jīng)驗(yàn)、方法和
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2013年2期2013-11-21
- 基于虛擬體的身管多體動(dòng)力學(xué)模型研究
變形相互耦合，使身管產(chǎn)生復(fù)雜的彈性振動(dòng)并形成炮口擾動(dòng)，增大了射角的散布，嚴(yán)重影響火炮的射擊精度，因而建立相對(duì)準(zhǔn)確高效的身管多體動(dòng)力學(xué)模型，使其能較真實(shí)地反映復(fù)雜受力條件下炮口的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，對(duì)火炮系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析具有重要的指導(dǎo)意義.從目前的研究狀況來看，柔性身管在系統(tǒng)模型中的描述主要采用模態(tài)法[1]、有限段法[2，3]、有限元法[4]等.在火炮的實(shí)際發(fā)射過程中，彈丸與炮膛內(nèi)壁的接觸力以及燃?xì)庾饔昧?duì)身管的彈性振動(dòng)產(chǎn)生的影響不容忽略，如何在反映身管彈性的前提
彈道學(xué)報(bào) 2012年4期2012-12-25
- 提高某自動(dòng)機(jī)初速的技術(shù)途徑探討
規(guī)定的初速要求。身管使用到壽命末期，其初速有可能超出射表允許的修正范圍。這給該研制產(chǎn)品使用制式彈藥及其射表、產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型后的生產(chǎn)帶來諸多困難。為此，通過內(nèi)彈道分析，采用加長身管和減小身管與轉(zhuǎn)膛體相關(guān)零件之間的氣體泄漏等措施，使該自動(dòng)機(jī)的初速盡可能提高到初速指標(biāo)規(guī)定的中間值。為了保證該自動(dòng)機(jī)在1 000發(fā)/分射速情況下具有良好的射擊精度，通過有限元分析，將身管外形改為星形斷面結(jié)構(gòu)，使加長身管的剛度與原身管基本相當(dāng)，保證了火炮的射擊精度滿足戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求[1
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2012年4期2012-11-23
- 基于SolidWorks 的加農(nóng)炮身管三維參數(shù)化建模
)長期以來，火炮身管建模是較復(fù)雜的工作。在分析火炮身管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，開發(fā)火炮身管參數(shù)化建模程序，可以簡(jiǎn)化火炮身管設(shè)計(jì)的步驟，提高火炮身管設(shè)計(jì)的效率。1 身管結(jié)構(gòu)分析根據(jù)身管結(jié)構(gòu)特征確定如何對(duì)個(gè)各部分尺寸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方案。一般線膛炮身管從膛內(nèi)可分為3 大主要部分:藥室部、坡膛和膛線部［1］。藥室是火炮放置發(fā)射藥和保證發(fā)射藥燃燒的空間。其容積取決于內(nèi)彈道設(shè)計(jì)，而藥室的結(jié)構(gòu)形式和尺寸則取決于彈丸的裝填方式和彈丸外形尺寸。坡膛的幾何結(jié)構(gòu)為一截圓錐，在繪制草圖時(shí)，由一
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2012年2期2012-07-02
- 身管兵器
身管兵器,又稱身管武器,是以火藥(也稱發(fā)射藥)為能源,利用在半封閉的管形容器(稱為身管)內(nèi)燃燒的火藥所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈮毫铀購椡璧葢?zhàn)斗部,使之在膛口獲得要求的初始速度和射向,實(shí)現(xiàn)將彈丸準(zhǔn)確地發(fā)射到預(yù)定的目標(biāo)上的目的?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展和戰(zhàn)爭(zhēng)的需求,不斷拓寬身管兵器的內(nèi)涵和外延。身管兵器已經(jīng)從一種管狀兵器,發(fā)展成為集機(jī)械、電氣、信息、控制等技術(shù)于一身的武器系統(tǒng)。身管兵器目前廣泛裝備于陸、海、空各軍兵種。
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2010年6期2010-08-15
- 身管短后坐式浮動(dòng)自動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真
提出了一種應(yīng)用于身管短后坐式武器的浮動(dòng)自動(dòng)機(jī)技術(shù),僅采用彈簧,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而又能實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的浮動(dòng),有效提高射擊精度和射擊密集度。1 組成和工作原理1.1 基本組成身管短后坐式浮動(dòng)自動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示,它主要由身管、身管復(fù)進(jìn)簧、身管等待機(jī)、節(jié)套、槍機(jī)、加速機(jī)構(gòu)、槍機(jī)框、槍機(jī)復(fù)進(jìn)簧、擊發(fā)機(jī)構(gòu)和機(jī)匣組成。1.2 工作原理系統(tǒng)采用開膛待擊,首發(fā)浮動(dòng)和定點(diǎn)擊發(fā)的方式,首發(fā)發(fā)射時(shí),槍機(jī)框被擊發(fā)機(jī)構(gòu)的阻鐵掛于機(jī)匣后方,身管也被身管等待機(jī)掛住;射擊時(shí),槍機(jī)框被釋放,
火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào) 2010年1期2010-06-27