残余应力对身管内膛裂纹应力强度因子的影响

自紧技术通过施加自紧压力使身管内膛发生塑性变形,以产生残余应力增大身管强度,也是提高身管使用寿命的有效方法。为了研究残余应力对身管内膛裂纹的影响,建立了具有残余应力的身管扩展有限元模型,计算了不同自紧度的身管在残余应力场作用下,内膛表面裂纹的强度因子,分析了自紧残余应力和裂纹深度对裂纹应力强度因子大小的影响。同时,在连续射击后发生残余应力释放的条件下,计算了自紧身管的残余应力的变化规律和表面热应力对裂纹应力强度因子的影响。结果表明：自紧残余应力能有效抑制身管裂纹的扩展,提高疲劳寿命,其抑制效果与残余应力的大小成正相关,自紧身管在射击后,热载荷作用下,表层的残余应力由压应力变成拉应力,其他区域切向残余应力数值也相应减小,残余拉应力使身管表层更容易开裂。     

基于低周疲劳理论的身管横向裂纹萌生研究

基于非线性有限元理论建立弹带挤进的动力学模型,依据低周疲劳理论对身管内壁横向裂纹的萌生时机进行研究.在仅考虑热载荷的作用下,研究热疲劳因素对身管裂纹萌生的影响;再利用热力耦合分析方法,研究将弹带的挤压和摩擦作用考虑进来后身管横向裂纹的萌生时机.结果表明,通过热力耦合模型得到的疲劳射弹发数与实弹射击实验发现的横向裂纹的萌生时机相吻合,验证了在考虑热力耦合作用下所建模型的正确性.     

火炮身管内膛损伤机理分析

身管是火炮的关键部件,也是最易损耗的部件之一。火炮在发射过程中,身管内高温、高压的气体对身管内膛造成严重的损害,使身管内膛出现裂纹、龟裂、膛线脱落,严重影响火炮的射击精度和身管寿命,甚至会产生炸膛,危害到发射人员的安全。所以急需对身管内膛损伤进行机理分析,以利于身管寿命的检测和维护。以身管损伤的一般规律为主线,从损伤的5种形式入手,详细地讨论了身管常见损伤形式的原因和影响因素,并对其进行了机理分析。研究结果表明,身管内膛损伤主要是由于高温高压的火药气体和弹丸的挤进摩擦导致的,常见的物理反应损伤为内膛裂纹、内膛挂铜和内膛烧蚀,常见的化学反应损伤为镀铬层脱落,而内膛磨损是在物理反应和化学反应耦合作用下产生的损伤。     

身管在加速弹丸激励下的振动研究

研究了弹丸运动冲击下的身管振动规律.通过分离主模态,给出了运动弹丸形成身管横向振动激励的机理,得出了弹丸激励作用下身管的振动响应,并通过案例计算,获得了在运动弹丸冲击作用下的身管振动规律.结果表明,弹丸加速度越大,身管振动幅值越小;随着弹丸加速度增大,在弹丸出口瞬间,炮口振动幅值达到最大;身管刚度越大,强迫振动幅值越小.     

921A 钢结构低周疲劳裂纹扩展特性试验研究

采用预制缺口的平板和加筋板结构试样,对 921A 钢进行了拉伸疲劳载荷作用下的低周疲劳试验得到了拉伸疲劳载荷作用下舰体结构破口裂纹扩展规律,提出了破损舰体结构在疲劳载荷作用下裂纹开裂和后续扩展的判据.该试验结果可直接用于分析和预报破损舰船结构在波浪中航行时的裂纹扩展情况,并为破损舰船的剩余疲劳寿命预报奠定了基础.     

冲击作用下液压支架双级安全阀动态特性研究

为了使统结构的液压支架安全阀在应对煤层顶板冲击时确保液压支架立柱不易受到冲击破坏,设计一种直动与差动相结合的双级联动式液压支架安全阀.根据液压支架受顶板冲击载荷,构建双级安全阀启溢闭过程立柱回路的动态特性模型,进行冲击作用下的动态仿真,获得不同冲击速度和不同冲击持续时间下双级安全阀动态特性曲线.自制快速冲击加载实验台,...     

连射身管温度场及弹丸扰动分析

以小口径自动步枪枪弹和身管为研究对象.建立身管温度场有限元模型,在传热学的基础上结合内弹道计算结果分析身管传热,得到连射情况下的身管温度场,并以此为边界建立连发射击身管-弹丸热力耦合有限元模型,加载内弹道膛压曲线,采用有限元显示动力学分析弹丸膛内变形以及运动特性.研究结果表明:温度升高引起弹丸材料变形和应力变化是导致弹...     

某火炮身管温度场分析

针对火炮发射过程中,膛内高温火药燃气的热冲击形成的温度场对火炮寿命与射击精准度产生影响的问题,利用Ansys Workbench软件平台建立了某火炮身管的有限元模型,基于非线性瞬态热力学理论对身管内外壁的对流传热过程进行了仿真,从而得出不同射速和不同环境温度下身管温度场的分布规律,为在不同外界环境条件下合理分配射速,提高身管寿命与其射击精准度提供参考。     

基于最小二乘支持向量机的坦克炮身管剩余寿命预测方法

针对高膛压坦克炮身管剩余寿命预测的难题,结合坦克实弹射击试验数据量少和非线性的特点,基于最小二乘支持向量机构建了坦克炮身管剩余寿命预测模型,给出了模型参数的选取方法,并以某型坦克炮射击试验为基础,对坦克炮身管剩余寿命预测模型进行了验证。结果表明:该模型预测坦克炮身管剩余寿命效果良好。     

某自动步枪身管内膛破坏特点研究

通过枪管的寿命试验,获取该枪的寿命值。利用MATLAB进行二项式曲线拟合,得到枪管的初速预测模型,并根据内膛表面形貌和断面形貌的显微图像,找出内膛破坏的特点及枪管寿终原因,为今后身管武器研究提供一定的借鉴作用。     

基于实射数据的舰炮弹药当量系数

弹药当量系数是准确评估身管寿命的关键参数。通过对某型小口径舰炮的研究,提出了一种基于实弹射击数据的当量系数计算方法。对实弹射击试验获取的身管内膛烧蚀磨损数据进行了分析处理,拟合得到了身管磨损速度曲线,并计算得到了3种射击条件下的当量系数。研究结果为评估该类型火炮身管寿命提供了重要的数据支撑。     

考虑自重挠度的火炮试验装置身管稳定性校核研究

针对炮口强冲击条件下身管可能出现失稳的问题,将某型火炮试验装置身管近似为一端固定、一端铰支的九阶梯变截面构件．基于有限元软件平台,提取身管各截面在重力作用下的挠度,建立具有初始挠度的身管有限元模型,并验证其在冲击条件下的稳定性．该研究结论为炮口冲击式火炮试验装置的可行性论证提供了科学依据．     

身管热变形对步枪射击影响分析

为了研究温度变化对枪械射击准确度的影响,建立某步枪枪管的数值仿真模型。为了研究热冲击作用下枪管温度的分布情况,根据非线性热力学对枪管内壁与外壁的对流传热以及内膛的传热进行数值分析。再将仿真得到的温度场施加在身管上,采用非线性热力学结构耦合,求解出不同温度场分布下的枪管变形程度,并分析了身管弯曲对瞄准基线的影响。通过与实验数据的对比,验证了仿真结果具有可信性,为射击过程中的修正偏差提供重要理论依据。     

线膛身管有限元网格参数化建模方法

为了精确快速地建立身管结构有限元网格模型,提出基于Python脚本语言操作单元和节点坐标的参数化建模方法,建立身管结构有限元网格模型。使用该方法能够精确地建立身管内膛(包含药室、坡膛和导向部)和外部轮廓的有限元网格模型,并进行参数化建模。以76 mm火炮身管为对象,建立身管与弹丸耦合的有限元模型,计算弹丸在身管内的全弹道运动过程,并结合相应实验进行验证。研究结果表明：该方法能够精确快速地建立身管结构有限元网格模型。     

防暴发射器身管长度优化研究

为解决某型防暴发射器身管设计不合理导致有效射程短的问题,以仿真设计的方法,运用Matlab计算软件对其进行了内弹道模拟仿真,获得了不同身管长度下该防暴发射器的膛压和速度曲线,确定了最优身管长度。然后利用ANsYs有限元分析软件,对延长身管后的模型进行了强度校核。仿真结果和实弹数据表明：防暴发射器身管长度设计合理,有效提高了其实际射程和作战效能,研究工作优化了防暴发射器的设计。     

火炮发射过程中身管温度场及弯曲度的有限元计算

利用ANSYS有限元软件,建立了某火炮身管的实体模型.对火炮发射过程中膛内的热交换进行模拟仿真,得出火炮发射后身管复杂的温度场分布.并综合考虑身管自重以及热作用的影响,对其进行热结构耦合分析,求出身管发射后不同时刻的弯曲量,为连发射击时的射击修正提供重要参考.     

基于脉冲激光加热的火炮身管温度场分析

身管是火炮延寿的重点研究对象.运用Ansys Workbench软件对火炮实弹试验和脉冲激光加热身管试验的受热规律进行了仿真,得到两种情况下身管温度变化规律,通过对比分析发现两者温度变化规律相符.由此设计了脉冲激光加热系统,用于研究身管受脉冲高温时的温度变化规律,并进行了试验.通过对比发现仿真规律与试验结果相符,验证了此系统的可行性,在火炮身管的寿命预测、故障诊断等工作中具有一定的实际应用价值.为身管在高温脉冲作用下的相关研究提供了一种新的研究方法.     

身管柔性化对火炮动力后坐试验的影响研究

为研究火炮动力后坐试验过程中身管变形对火炮后坐复进运动的影响,以某自行火炮火力部分作为研究对象,基于多体动力学和有限元方法,构建了考虑身管柔性化的火力部分刚柔耦合动力学模型。该模型中,炮膛合力以样条函数的形式直接作用在炮口前端。通过仿真,对比火炮后坐部分最大后坐速度、最大后坐位移以及最大后坐速度时的后坐位移和时间的仿真值与实弹射击过程中的试验值,结果表明,采用冲击的方式进行火炮后坐模拟试验时,身管柔性特征对火炮后坐复进特性影响较小,也证明冲击式火炮后坐试验装置的研制可行性。     

滑膛身管内径测量仪研究

针对滑膛身管特殊测量环境,设计了一种新型的高精度火炮身管内径自动化检测系统。系统本体结构实现了模块化设计,采用电感式位移传感器和激光测距传感器作为测量器件,在专门设计的传动机构的带动下,对火炮身管内膛直径进行自动化测量。同时,设计了一套测试软件,在该软件的支持下,可以准确地测量身管任意截面内径尺寸的变化,并实现了数据快速实时处理和显示输出。     

坦克典型承载件疲劳载荷的虚拟测试与编谱技术

提出了一种通过虚拟试验建立坦克关键零部件疲劳载荷谱的方法,并以坦克平衡肘为研究对象,建立了某型坦克的刚柔混合动力学模型。在制定的任务剖面下,通过虚拟试验测得了平衡肘疲劳载荷数据。通过对疲劳载荷数据的雨流计数处理并运用数理统计的方法,建立了能够反映实际使用载荷工况的目标载荷谱,为坦克平衡肘的疲劳寿命估算和加速寿命试验提供了科学数据。