身管
- 基于DT-Markov 的新型火炮身管状态预测*
工作的重要内容。身管是火炮的重要组成部分，其健康状态直接影响了火炮的射击精度，而身管的烧蚀磨损是影响身管寿命的重要原因之一，预测身管的健康状态，能够使管理者提前了解火炮的健康状态变化情况，提高管理的科学性。身管的烧蚀磨损主要是发射弹丸产生的高温、高压、高速的火药气体和弹丸导转部对身管内壁反复作用的结果，烧蚀磨损会使身管的内膛结构发生改变，从而造成火炮射击精度的下降，烧蚀到一定程度将导致火炮难以完成战斗任务，身管寿命终止。近年来，部分学者采用不同方法对身管烧
火力与指挥控制 2023年9期2023-10-26
- 不同持续射击发数对火炮身管寿命的影响
099)0 引言身管是火炮实现发射与毁伤的核心功能部件,直接影响火炮武器的射程、射速、威力、精度等关键火力性能和智能化弹药安全发射环境[1-3]。身管寿命终了意味着装备完全丧失战斗力,极大地影响火炮武器战术运用和持续作战能力。身管寿命是指火炮按规范条件发射,身管因烧蚀磨损在弹道性能降低到指标规定的允许值或发生疲劳破坏前,身管所能发射的等效全装药当量射弹总数,前者称为身管的弹道寿命,后者称为疲劳寿命,较短者为身管寿命。根据火炮日常训练、作战使用及身管技术发展
兵工学报 2023年4期2023-05-23
- 多源激励下坦克行进间火炮身管动态弯曲问题研究
运动的导轨，火炮身管决定着弹丸出炮口时的运动状态，其精度是影响火炮射击精度的主要因素之一[1-2]。但身管是由前后衬瓦支撑的类悬臂梁结构，由于自重及加工误差等原因，其不可避免地存在静弯曲，弯曲后的身管，炮膛实际轴线与预期轴线并不重合，必然会改变弹丸的预期出射方向。因此研究身管的弯曲规律，减小其对射击精度的影响一直是相关科研人员的研究热点[3-5]。基于此，杨璐等[6]、孔刚鹏等[7]分别基于光电检测技术和激光测量技术提出了静态条件下火炮身管弯曲量的测量方法
振动与冲击 2022年19期2022-10-17
- 双剪及古典强度理论应用于火炮身管的强度及振动研究
线膛炮，弹丸还绕身管轴线高速旋转，再加上转管炮身管组高速旋转，炮尾炮闩的撞击，火炮不可避免的面临着刚强度和振动问题的挑战，身管炮膛部位强度不足会引起膛炸事故，身管刚度不足、振动过大会引起炮口不稳，导致立靶密集度散布较大，对高精度射击不利。身管过重还会使得火炮快速反应能力下降，需要的动力源功率增大，总体尺寸和质量加大，进而挤压火炮载具(如装甲车、舰船等)其他设备的空间和质量，造成总体布局失调，影响装备的总体性能。因此需要设计出有合理强度和振动特性的身管[2-
火炮发射与控制学报 2022年4期2022-09-01
- 连射身管温度场及弹丸扰动分析
202)1 引言身管温度场与弹丸扰动情况是连射身管内弹道研究中非常重要的一部分，近年来许多学者进行了研究，文献[1]对火炮发射过程中身管的多种传热过程进行了研究，文献[2]对不同射速和射击方式对火炮身管温度的影响进行了分析，文献[3]分析了某30 mm小口径身管单发和连发条件下温度场的变化规律，文献[4]通过仿真和实验分析了连续射击120发下枪管的瞬态传热模型，文献[5]考虑身管轴向和径向材料特性不一致，研究不同披甲对弹丸整个内弹道过程身管动态响应的影响，
兵器装备工程学报 2022年2期2022-03-16
- 冲击载荷作用下身管疲劳行为研究
031)1 引言身管、弹丸和发射药是身管武器发射的基本三要素。以大口径线膛炮为例，火炮发射时，发射药燃烧生成高温火药燃气，当其压力达到一定数值时，弹丸在压力作用下开始启动，弹带挤进坡膛和膛线起始部直至膛线全深，随后，弹丸在高压火药燃气作用下不断加速并获得必要的转速，最后以一定的初速从炮口脱离身管约束进入大气中飞向预定目标。在通常不超过20 ms的内弹道期间，身管膛内发生复杂的物理化学变化：一是高温火药燃气对内膛表面的快速加热和烧蚀；二是因弹带与内膛表面间高
兵器装备工程学报 2022年1期2022-02-21
- 火炮身管寿命评估方法及其标准研究
要，但同样对火炮身管寿命提出了更高的要求。目前西方第三代坦克的滑膛炮可以达到1 500发左右的寿命，这个数字是现阶段高压滑膛炮的极限水平。图1所示为高压滑膛炮身管实物图。图1 高压滑膛炮身管提升身管寿命、降低身管烧蚀磨损的技术措施主要有采用低爆温发射药、发射药内添加缓蚀剂、改善弹带或炮膛结构、采用短衬管及内膛镀铬等[1-2]。图2所示为莱茵金属Rh-120坦克炮的镀铬内膛，可以看出镀铬后的内膛非常光滑。这些措施虽然使火炮身管寿命得到一定程度的提高，但在寿命
新技术新工艺 2022年12期2022-02-14
- 基于复合材料纤维缠绕增强技术的身管减重设计
人机功效，在满足身管刚度、强度要求的前提下，采用钛合金内衬外表面缠绕复合材料纤维设计方案，在现有的加工能力、工艺条件下，通过调整钛合金内衬厚度以及复合材料铺层层数，降低身管重量。复合材料由于其比强度、比刚度高、可设计性强、密度低等特点，被不断地应用到身管设计中。吴其俊[1]曾基于连续损伤力学理论和扩展的蔡-吴失效准则，采用以能量为基础的基准刚度退化方法预测了复合材料枪管的渐进破坏过程。徐光磊[2]基于蔡-吴失效准则对含内衬复合纤维材料发射筒进行了渐进失效分
兵器装备工程学报 2021年1期2021-02-22
- 多物理场作用下身管应力场及裂纹尖端强度因子分析
1)在传统的武器身管设计中按强度理论来设计的前提是身管是连续的即不含有微裂纹或者其他缺陷。但在实际情况中由于诸多不可抗因素，身管中都会含有或多或少的缺陷，如气孔或者微裂纹。这样会大大降低身管设计强度以及疲劳寿命，所以现代武器身管设计应按照弹塑性断裂理论，考虑非连续介质下身管的强度及寿命。本文基于弹塑性断裂理论，运用有限元软件ABAQUS采用扩展有限元方法对含裂纹体的身管在温度及残余应力场影响下，受到压力载荷作用下身管的应力场以及裂纹尖端的应力强度因子进行分
兵器装备工程学报 2020年12期2021-01-12
- 内弹道对自动步枪枪管瞬态温场影响计算分析
京102202)身管作为提供弹丸初速和控制射击精度的重要部件,在自动步枪连续射击中承受着高温高压火药气体的高频率的热冲击,热作用是影响身管内壁瞬时机械强度以及化学反应的主导因素[1-3],因此瞬态温度的高低对寿命有重要影响。长期以来,我国工程技术人员,为了提高自动步枪的枪管寿命,一直采用“膛压缓和上升内弹道方案”,而欧美等国的M4自动步枪、HK416自动步枪等采用了“膛压快速上升内弹道方案”,关于这2种内弹道方案下枪管温度场的对比分析,研究的人很少。文献[
弹道学报 2020年4期2021-01-06
- 基于性能退化的身管多状态可靠性分析
099）0 引言身管是身管类武器的核心部分，是实现武器战术技术性能的关键零件，保证身管处于可用的工作状态，是保证身管类武器完成作战任务的关键环节。随着技术的发展，身管寿命得以不断提升，但日益频繁的使用及对服役状态要求的提高，使得有效评估身管在寿命周期内的可靠性显得尤为重要。充分利用使用过程中产生的与身管寿命有关的数据和信息，建立合适的方法可对身管寿命可靠性进行有效地分析与评估成为亟待解决的问题之一。目前，身管可靠性评估主要集中于对身管疲劳寿命的评估和烧蚀磨
火力与指挥控制 2020年11期2020-12-26
- 锻后身管壁厚方向力学性能变化实验研究
210094）身管是自动化武器枪体零件中重要的机械零部件，在弹丸发射时，膛内会受到高温高压火药燃气的作用[1—2]，对其使用性能和寿命产生较大的影响，因而对身管材料的力学性能要求很高。我国现有的中小口径武器的身管材料主要为30SiMn2MoVA，这是一种中碳调质低合金结构钢，具有较高的强度和韧性[3]。为满足现代化自动武器的高要求，对身管材料的性能要求也是越来越高，不仅需要具有一定的强度，同时还得具有较好的塑性[4]。精锻成形工艺是一种精确高效的身管制造
精密成形工程 2020年6期2020-12-08
- 固体发射药火炮身管热散失模拟研究
,大量的能量将被身管和弹丸热损失、火药燃气潜热和显热等无用功消耗掉,其中通过身管向外消耗能量占发射药总能量的10%～24%。在内弹道学中无用功常通过减小火药力和增大比热比等隐性方法来求解[1-2]。直接求解身管热散失需要明确火炮身管的温度分布,而火炮身管的温度分布与火炮的身管材料、射击频率、环境温度、换热系数等密切相关[3-7]。火炮身管的热散失将对火炮身管产生烧蚀,长时间将影响火炮的射击精度、首发命中能力和使用寿命[8-10]。本文以30 mm小口径火炮
弹道学报 2020年3期2020-10-09
- 基于Abaqus的某型大口径火炮身管温度场分析
成为了当下大口径身管武器装备发展的必然趋势。而身管作为身管武器的核心，主要功能是赋予弹丸一定初速的射向。伴随大威力与高精度，射击过程中身管膛内将产生更高的温度和对身管内壁更严重的热冲击，使得金属机械性能下降，影响身管的寿命[1]。因此，研究不同膛线类型的火炮对身管温度场的影响是十分必要的。对于火炮身管温度场的研究，彭克侠等[2]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，得出不同射速和不同环境温度下身管温度场的分布规律；徐达等[3]建立了火炮身
兵器装备工程学报 2020年8期2020-09-07
- 转管武器双管发射方式研究
。转管武器由多根身管在圆周方向均匀排布形成身管组，并固定在一个机匣上[1]。转管武器工作时，通过外能源或内能源驱动，身管和机匣高速旋转，身管每旋转至击发点时进行一次发射，对于传统转管武器，射击过程中都是单管射击。发射过程中，身管受到火药气体作用，不仅会产生后坐力，还会使身管扭转的力矩[2]，且转管武器射频越高，发射时身管受到的力矩越大，从而身管口变形量越大。因此提出了一种双管发射的射击方案，对比单管发射的转管武器，该种新式发射方式采用双路供弹、两点击发的射
兵器装备工程学报 2020年6期2020-07-07
- 变形量对冷径向锻造身管力学性能各向异性的影响
前，我国速射武器身管制造普遍采用冷径向锻造工艺，径向锻造过程如图1所示。冷径向锻造通常会使身管材料的强度指标增加，塑性指标下降，并产生力学性能的各向异性。身管使用过程中需要承受一定的膛压，其力学性能各向异性会对身管使用性能产生影响。因此，为了制造出性能更加优异的身管满足其使用要求，需要对锻后身管力学性能各向异性进行研究。Yu等[3]对镁环热轧过程进行研究，发现镁环厚度方向微观结构分布不均匀，其力学性能也呈现各向异性，中间层材料轧向屈服强度明显高于横向。刘力
兵器装备工程学报 2020年5期2020-06-07
- 考虑壁厚差的火炮身管热力耦合有限元分析
，加工误差造成的身管壁厚差对发射弹丸炮口扰动影响很大。由于身管存在壁厚差，身管在承受火药燃气压力和温度时，内部应力、传热等不均匀，导致身管发生弯曲，从而使得弹丸产生炮口扰动，最终影响射击精度。目前国内外学者从身管结构、弹炮耦合等多个角度对火炮身管开展了深入的研究，其中多数研究为简化模型将身管视为理想几何体。部分学者对火炮身管壁厚差的测量进行了研究[1-3]，有待进一步对身管壁厚差及其对身管弯曲的影响建立理论模型进行深入研究。传统的研究主要考虑身管承受火药燃
兵器装备工程学报 2020年4期2020-05-18
- 磨损身管有限元模型的直接编写法
0023)弹丸与身管耦合问题[1-2](以下简称弹炮耦合)是火炮发射动力学中的核心问题，也是研究内弹道性能退化的起始点。统计目前弹炮耦合建模方法和内弹道性能退化研究方法可以发现，由于缺乏合适的建模手段，大多数研究人员只研究基于磨损特征点(最大磨损量)的统计推断技术，计算准确性完全取决于统计样本量的大小，从而导致性能退化计算模型过于简单、分析过程过于草率。因此，建立精确的身管几何模型和磨损身管分析模型是描述内弹道性能退化物理过程和全炮性能退化建模的第一步。本
兵器装备工程学报 2020年3期2020-04-22
- 火炮身管会越来越长吗?
的战术优势。对于身管火炮来说，要想增加射程，最简单的做法就是加长身管，获得更高的初速。作为世界上最重要壓制火炮之一的155毫米榴弹炮在二战后就经过了三次重大的口径革命，即39倍、45倍和52倍口径。目前，世界上新型的155毫米火炮大都采用了52倍口径身管，发射普通榴弹时射程均在30千米以上，发射底排榴弹时可达40千米。不过，现在一些西方国家对52倍口径也不满意了，美国正在发展身管长度为58倍口径、而德国莱茵金属公司则计划发展60倍口径的155毫米榴弹炮。美
兵器知识 2020年2期2020-03-20
- 不同射速对身管内壁烧蚀的影响
051）0 引言身管是自动步枪的重要部件，在射击过程中，身管往往承受着较高的冲击载荷，尤其是在高射速下连续射击。连续射击时，身管内壁表面的温度非常高，高温使得身管内壁表面的金属发生软化，更严重的会使金属熔化。这熔化烧蚀严重影响身管的寿命，从而制约着武器的发展。这方面的问题一直是各国学者研究的重点，梁文凯［1］对火炮身管烧蚀磨损问题进行了研究，并建立了磨损后的内弹道模型，了解膛压和初速的变化情况；欧阳青［2］通过身管磨损的内弹道模型，分析得到火炮和身管的使用
火力与指挥控制 2019年7期2019-08-27
- 线膛身管有限元网格参数化建模方法
450015)身管是提供火炮内弹道过程的基础部件，承受极高的火药气体压力。弹丸发射过程中，弹丸与身管膛线发生相互挤压，弹带材料经历高瞬态大变形、摩擦等过程[1]。弹丸在膛内运动是一个高度非线性问题。研究弹丸膛内起始运动过程，对于研究弹丸运动规律有着重要意义[2-6]。随着科学技术的发展，有限元方法逐渐成为研究该类问题的主流方法。在有限元模型中，身管有限元网格的构造和网格精度对仿真计算结果的准确性尤为重要。线膛身管的内膛结构复杂，受载恶劣。使用有限元分析方
国防科技大学学报 2019年3期2019-06-19
- 基于垂向固有振动仿真的身管口径倍数设计研究
)0 引 言火炮身管是在高温、高压和受高速火药气体的冲击下工作的。一般在极短的时间内瞬时温度可达到3000°左右，压力可达到300 MPa左右。另外，身管通常都是数十倍于其发射炮弹的口径，而且通常都是在身管后部进行约束，属于典型的细长悬臂梁结构。身管的口径倍数，也即身管的长度需要结合其垂向固有振动性能进行综合考虑，以便降低起始扰动，提高炮弹发射时的动态精度。身管动态发射过程不可避免地需要关注其动刚度问题。身管口径倍数对身管的动刚度具有重要影响，需要对身管的
舰船科学技术 2019年5期2019-06-03
- 基于随动边界的火炮身管热力联合效应数值分析
及远射程的要求使身管处于更严峻的工作环境，身管胀膛、炸膛以及断裂等事故时有发生[1-2]。因此，用现代计算方法对射击环境下的身管动态响应进行研究，具有重要的意义。在实弹射击过程中，身管受载来自于炮架接触力、火药气体作用力、弹丸接触力以及后坐惯性力，其中火药气体作用力被认为是主要作用压力。传统设计理论考虑的身管受载边界条件过于简化，与实际身管动态响应具有较大差别。侯健等[3]指出传统上采用的弹性强度失效准则未能代表火炮身管失效的本质，并提出了一种允许小塑性变
兵工学报 2019年4期2019-05-08
- 舰炮身管的抗振性能优化研究
0 引言对于舰炮身管自身结构来说，若不考虑其加工制造过程中由于加工条件与环境因素造成的缺陷，结构参数直接决定了舰炮身管的使用性能[1-2]。国内外关于通过结构优化方法提高舰炮身管性能指标的研究方向有所不同，国外偏向于通过改善制造方法和加工工艺来提高舰炮身管的综合使用性能，而国内则偏向于通过优化设计方法，以身管使用性能为优化指标，使得身管复合材料结构达到最优[3]。目前，国内研究内容多偏向于材料结构优化，而忽略了传统的金属舰炮身管。但在实际应用中，舰炮身管材
兵工学报 2019年2期2019-03-13
- 坦克火炮身管模态分析及振动特性研究
激励的作用，火炮身管将发生弯曲变形，而炮口的振动变形将对坦克炮的射击精度产生很大影响[1].模态分析是一种研究物体固有属性的方法，通过模态分析可以得到物体的模态参数，为进一步研究火炮身管的振动特性提供基础.针对坦克火炮身管的振动特性，李猛等[2]研究了火炮身管振动性能与射击频率的匹配关系，通过对身管模型进行模态分析，得到其固有频率和固有振型，并对模型进行谐响应分析.徐亚栋等[3]研究了复合材料火炮身管的动力学性能，在模态分析的基础上，对火炮身管进行强迫响应
车辆与动力技术 2018年4期2019-01-04
- 弹丸与身管耦合振动问题的迭代解法
火炮射击过程中，身管的自重弯曲、布尔登效应、移动弹丸的重力和偏心力、膛内的旋转摩擦力矩等诸多因素均会影响射击精度。其中，身管振动变形以及弹丸自身惯性是弹丸运动状态改变的一个主要因素。弹丸发射过程是一个极其复杂的动力学过程，发射中，身管振动与弹丸运动相互影响、相互耦合，影响弹丸最终离开炮口的状态。到目前为止，在火炮振动研究领域内，这方面的研究大部分都相对不成熟，准确定量的理论分析还不多见，因而精确地建立弹丸膛内运动引起的炮管振动模型及分析方法是必要的。对于耦
兵工学报 2018年7期2018-08-07
- 基于数值仿真的四种类型身管强度比较
3）0 引言枪炮身管在发射弹丸时要承受火药气体的高压，其所能承受的最高膛压即身管的强度。强度是身管的核心指标，枪炮的威力越大，要求身管的强度越高。目前身管已发展出了多种类型：最基础的是单筒身管；为了提高强度，发展出了筒紧、丝紧和自紧身管等增强身管；为了节约材料，发展出了可更换内衬的活动身管、活动衬管和短衬管等衬管身管[1-6]。各种身管结构上的差异导致其使用时在应力分布上存在不同，从而构成了不同的强度机理。为了更好地理解不同类型身管的强度机理，这里选择有代
机械工程师 2018年6期2018-06-14
- 同轴螺线管身管膛内电磁感应特性仿真与优化
性，并以某型火炮身管为仿真算例，建立同轴螺线管身管电磁仿真模型，对不同激励频率下膛内电磁感应特性进行仿真分析。为进一步提高交流激励下膛内磁感应强度，以线圈参数、身管参数为设计变量，对同轴螺线管身管膛内电磁感应特性进行优化。仿真结果表明，膛内磁感应强度随着激励频率的提高呈指数型降低；在相同激勵条件下，可通过优化线圈、身管参数降低金属身管对外激励源的屏蔽效应，从而提高膛内等效磁场强度。关键词： 螺线管； 身管； 电磁感应； 优化设计； 激励频率； 等效磁场强度
现代电子技术 2018年11期2018-06-12
- 基于异常压力场的火炮身管断裂失效再现数值模拟
10094)火炮身管起到密封内弹道时期高温、高压火药燃气的作用,并为弹丸内弹道运动过程提供相应的空间约束。在实际的火炮发射过程中,火炮身管受力极为复杂。在日常射击过程中,火炮等身管常规武器会意外发生身管胀膛甚至产生一定程度的结构断裂的情况。由于身管产生断裂失效的过程是一个非常复杂的力学、物理以及化学过程,很难直接对其进行直观的实验研究,只能在人为的相关假设以及简化的基础上借助间接的手段对其进行分析。计算机数值仿真技术可以较真实地再现实际物理场变化过程,定性
弹道学报 2018年1期2018-03-31
- 坦克火炮身管模态分析及试验验证
备技术】坦克火炮身管模态分析及试验验证郝丙飞， 王红岩， 芮 强(装甲兵工程学院 机械工程系, 北京 100072)针对火炮身管振动特性对火炮高低向稳定精度和射击密集度造成的影响，以及身管弹性变形与模态的内在关系，以某型主战坦克火炮身管为例，建立身管结构有限元模型；进行模态分析，得到约束状态下的固有频率和振型；基于LMS测试系统对火炮身管进行模态试验分析；试验与仿真计算结果对比，结果表明：所建身管有限元结构模型能够较好的符合身管实际的振动特性，为火炮振动响
兵器装备工程学报 2017年10期2017-11-14
- 基于改进支持向量回归机的火炮身管寿命预测
向量回归机的火炮身管寿命预测廖俊勃，李 燕，杨军锋，张 恒，杨志超（中国华阴兵器试验中心，陕西 华阴 714200）为准确预测火炮身管寿命终止时火炮射弹数，根据射击过程中火炮身管磨损量与身管寿命特性，分析了身管膛线起始部磨损量与身管射弹数之间的关系，提出了支持向量回归机算法，并采用遗传算法进行模型优化改进，得到火炮身管寿命预测最优模型。结合两种类型火炮的身管数据，利用该模型对身管寿命进行预测，并与原始支持向量回归机进行对比，通过分析可知改进的支持向量回归机
火力与指挥控制 2017年9期2017-10-16
- 身管模态的理论分析及实验研究
摘 要：本文基于身管模态理论分析和实验研究，对火炮身管进行动态响应分析。首先是对火炮身管的振动情况进行了解，建立火炮身管的模型，其次应用ANSYS软件和实验分析软件对身管进行计算和分析，得出身管振动的固有频率。然后通过连续振动理论对身管进行运算，得到固有频率与前俩者进行比较。主要步骤是将火炮身管化为离散的多自由度模型，利用ANSYS仿真、实验模态分析方法及连续系统振动的理论分析法得出其振动特性，求解身管一，二，三，四阶振动的固有频率。通过比较，总结出3种方
科技尚品 2017年2期2017-05-30
- 火炮身管失效机理和寿命预测
与装备管理】火炮身管失效机理和寿命预测刘帮俊，陈荣刚，吴 斌(中国人民解放军陆军军官学院，合肥 230031)针对身管寿命预测这个长期研究的难点问题，概括了当前预测身管寿命的主要方法和模型，并对各自的特点和不足进行了分析。鉴于传统身管寿命预测技术不能准确预测身管失效时间，根据身管损伤状况、外壁面应变和射弹数(寿命)的内在联系，提出了基于身管外壁面应变变化量的身管寿命预测方法。身管失效；寿命预测；应变变化量身管是火炮的重要零部件之一，其寿命是指火炮按射击规范
兵器装备工程学报 2016年12期2017-01-07
- 某火炮身管温度仿真计算及其影响因素分析
099)某火炮身管温度仿真计算及其影响因素分析朱文芳，王育维，郭映华，董彦诚，李瑞静(西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099)火炮射击过程中高温燃气周期性冲刷身管内膛导致内膛壁温升高，从而使以含能材料为主配方的全可燃装药在膛内滞留期间面临更多的热安全性问题。利用双一维两相流内弹道模型与一维轴对称热传导模型，描述了某火炮连续发射过程中的身管传热规律，并通过计算结果与试验测试结果对比，验证了模型的准确性。在此基础上，对持续射击20发的身管温度场进行了仿
火炮发射与控制学报 2016年4期2016-12-20
- 基于蒙特卡洛模拟的身管疲劳寿命加速试验与分析
于蒙特卡洛模拟的身管疲劳寿命加速试验与分析李家坤, 杨国来, 葛建立, 尹威华, 苏 艾(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)为解决身管疲劳寿命试验时间长、费用高等问题，提出对身管进行加速寿命试验。基于蒙特卡洛方法对身管疲劳寿命的加速试验进行模拟，得到身管疲劳寿命的分布规律，同时对加速试验的基本假设进行验证，并估计出加速模型的参数。研究表明，身管的疲劳寿命在不同加速应力水平下均服从对数正态分布，加速因子与应力水平呈指数关系，通过加速模型估
火炮发射与控制学报 2016年3期2016-11-21
- 基于铬层与基体结合部疲劳损伤的转管机枪身管寿命预测研究
劳损伤的转管机枪身管寿命预测研究徐宁1,2， 吴永海1,3， 王永娟1， 徐诚1(1.南京理工大学 机械工程学院, 江苏 南京 210094; 2.南京理工大学 格莱特纳米科技研究所， 江苏 南京 210094；3.淮阴工学院 机电工程实验教学中心， 江苏 淮阴 223003)为预测身管寿命，采用热- 固耦合场理论、冲击疲劳理论和疲劳累积损伤理论，提出基于身管铬层与基体结合部疲劳损伤的身管寿命预测方法。以3管转管机枪的身管寿命为例，建立有限元模型，计算铬层
兵工学报 2016年10期2016-11-09
- 基于ADAMS的炮膛合力施加方法
在ADAMS中以身管运动角度为参照，运用IF、SIN、AKISPL函数编写火炮循环射击载荷表达式，实现了在匀速、变速与延迟射击等不同射击条件下的炮膛合力施加方法，为转管武器的动力学仿真施加更真实的载荷提供了有利条件。转管武器; 炮膛合力; ADAMS; 函数; 动力学仿真转管武器具有射速高、结构紧凑、质量相对较轻、体积较小、动作可靠、故障率低、寿命较长和应用范围较广的优点。由于转管武器在射击过程中身管组高速旋转，其炮膛合力具有不同于传统身管武器炮膛合力的特
火炮发射与控制学报 2016年1期2016-09-20
- 瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤研究
击载荷下复合材料身管损伤研究魏存磊，徐亚栋，马燕颖(南京理工大学 机械工程学院，南京210094)摘要：复合材料身管的损伤除了具有传统金属身管的损伤模式外，还包括复合材料层的损伤，金属层与复合材料层间界面损伤；针对该问题，采用有限元法对瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤进行数值模拟，讨论影响复合材料身管损伤的因素，主要研究不同结构设计参数对复合材料身管损伤的影响；不同载荷工况下复合材料身管的损伤模式；这些研究对于提高含金属内衬复合材料结构的安全性和寿命，拓展复
兵器装备工程学报 2016年7期2016-08-10
- 考虑缠绕预应力的轨道炮身管复合外壳渐进损伤分析
绕预应力的轨道炮身管复合外壳渐进损伤分析尹冬梅，栗保明 （南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，江苏南京210094）摘要：基于渐进损伤理论和Hashin失效准则，建立轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的三维渐进损伤模型，采用有限元法分析和预测其损伤的起始和演变发展。借鉴纤维缠绕压力容器的设计理论，计算了等环向应力缠绕的预应力，分析了缠绕预应力对复合外壳渐进损伤的影响。仿真结果表明：复合外壳渐进损伤过程中，基体开裂、分层等多种损伤模式相继出现，其中基体开裂和拉伸引起
兵工学报 2016年6期2016-07-29
- 身管材料再制造接箍表面激光淬火数值分析
250000)身管材料再制造接箍表面激光淬火数值分析余飞，皇甫列锋，王明，隋珅(72478部队，济南 250000)摘要：通过试验验证已知，将退役火炮身管材料应用于石油钻采零部件，在结构和性能方面均具备再制造的可行性。为进一步提高退役优质材料的再利用价值，对再制造接箍表面进行激光淬火强化处理，并对其热响应过程进行数值分析。建立了环状接箍材料的数值模型，优化热源数学表达模型和加载过程，计算分析结果表明：激光功率增加和扫描速度降低会提高温度场最高温度和增加淬
石油矿场机械 2016年6期2016-07-20
- 枪炮身管疲劳和磨损及其健康监测研究
30031)枪炮身管疲劳和磨损及其健康监测研究吴 斌，刘帮俊，郑 靖，陈晓磊，邹志强，张开闩(陆军军官学院，合肥 230031)疲劳和磨损是影响枪炮身管寿命的两个重要因素。本研究简述了枪炮身管抗疲劳和磨损技术研究进展，并对身管烧蚀磨损寿命和疲劳寿命评估现状进行评述，指出以药室增长量或膛线起始部位，径向磨损量预测身管剩余寿命科学依据不足，且未考虑疲劳和磨损的耦合作用促使裂纹萌生和扩展速率加速的现象。鉴于传统的寿命预测技术不能准确预测身管失效时间，身管健康监测
失效分析与预防 2016年6期2016-02-15
- 火炮身管传热数值模拟及温度分布规律
00072)火炮身管传热数值模拟及温度分布规律徐 达， 罗 业， 范文博(装甲兵工程学院兵器工程系， 北京 100072)为研究小口径火炮身管在不同射击条件下的温度分布特性，建立了膛内运动及后效时期火药燃气的温度方程，确定了传热初始条件；分析了内弹道时期身管膛壁对流换热系数，明确了传热边界；依据传热学理论，建立了火炮身管的传热学模型，并采用有限差分方法对模型进行了求解。最后，以某30mm小口径镀铬身管为例分析了单发及连发射击条件下温度场的分布及其变化规律，
装甲兵工程学院学报 2016年6期2016-02-11
- 弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究
)弹带挤进过程身管内壁损伤的数值模拟研究刘广生1,2， 孙河洋2， 周伟3(1.陆军军官学院，合肥230031 ；2. 军械工程学院，石家庄050003；3.北京军代局，北京100042)火炮发射过程中，火炮身管内膛材料的损伤、失效及安全性问题一直是学术界和工程界关注的热点和难点[1]。发射过程中身管材料的力学性能主要受两个因素的影响：即挤进过程中弹带与身管内壁的冲击摩擦作用；高温、高压火药燃气对身管内壁的冲刷作用。其中，在弹带与身管内膛的强烈冲击摩擦作
振动与冲击 2015年13期2016-01-28
- 高射频自动机射击模式下身管寿命分析
0)高射速自动机身管具有高温、高压、高频冲击的工况特点［1-3］。自动机的射击模式、身管材料、加工工艺、身管膛内结构、内弹道特性等因素均对身管寿命有较大影响［4-5］。高射频自动机连续射击时，身管在极短的时间内热量来不及向外散热，身管温度会在瞬间迅速升高，因此很容易使得身管内壁材料出现严重的超温工况，使得材料的性能发生改变，加速身管膛线的磨损，进而影响身管的射击寿命。因此高射速自动机连续射击的射击模式(包括每次连发数、间隔时间、射击发数等)对自动机身管内壁
兵器装备工程学报 2015年12期2015-09-12
- 自紧身管表面压坑和应力消退强度分析
3）0 引言自紧身管在制造时对身管内膛施加高压，使身管内壁部分或者全部发生塑性变形，撤除高压后，在身管内壁形成残余应力，残余应力可以抵消火炮发射时承受的部分内压，从而使身管可以承受更高的内压，也就是说提高了身管的强度。目前高膛压火炮（如坦克炮、反坦克炮、新式大口径火炮等）普遍采用自紧身管。在理想情况下，我们通常认为自紧身管的强度就是自紧制造时施加的自紧压力。但是考虑实际情况，身管毛坯自紧后，通常还要进行内外径精加工，火炮在战场上可能由于身管表面受损导致身管
机械工程师 2015年11期2015-05-14
- 镀镍缠绕式复合材料身管径向散热过程的数值模拟
镍缠绕式复合材料身管径向散热过程的数值模拟王振兴，原梅妮，李立州，向丰华，张 明（中北大学机电工程学院，山西太原 030051）提出一种提高复合材料身管散热性能的方法，拟在缠绕身管的复合材料表面镀镍后再进行缠绕，以提高复合材料身管散热性能。应用ANSYS有限元分析软件模拟了镀镍缠绕式复合材料身管和普通复合材料身管的径向传热过程。分析发现镀镍缠绕式复合材料身管内部热量主要经镀镍层传至身管表面进行散热，在相同射击和冷却条件下镀镍缠绕式复合材料身管内层温度更低。
火炮发射与控制学报 2015年3期2015-01-08
- 基于ANSYS的身管固有频率分析
结果等几个步骤。身管作为火炮的重要零件之一，依靠摇架支撑导引完成后坐和复进运动，发射过程中必然会产生振动，影响射击精度。造成身管振动的因素很多，包括Bourdon效应、弹－炮相互作用、弹丸惯性、后坐不平衡以及身管由于重力产生的初始挠度等［1］，为抑制或减小身管振动，有必要研究身管的固有模态。本文主要分析身管在有摇架和无摇架约束时的固有频率。1 建立有限元模型1．1 基本假设在建立有限元模型前，先进行以下基本假设：①身管为均匀弹性梁，其物理性质沿长度方向保持
机械工程与自动化 2014年3期2014-09-04
- 基于Pro/E二次开发和Matlab联合的火炮身管设计
lab联合的火炮身管设计李正伟1，高跃飞1，柯 彪2，徐凤军3(1.中北大学 机电工程学院，山西 太原 030051；2.西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099；3.中国兵器装备研究院，北京 102202)根据火炮结构设计的特点，利用计算机辅助设计技术，将火炮身管的设计计算和实体建模集成在一个设计环境下进行，可无缝衔接各个设计环节，自动完成零件的参数化建模，从而可提高设计效率。基于Pro/TOOLKIT对Pro/E进行了用户界面的定制，同时利用C++
火炮发射与控制学报 2014年4期2014-09-01
- 基于ANSYS的迫击炮身管温差应力分析
轻火炮的重量，使身管壁更薄，由此带来的都是对身管更加严重的热作用［1］，造成了身管壁内存在不可忽视的温差应力。因此，对迫击炮身管温差应力进行研究具有现实意义。1 温差应力的计算［2］射击时，火药气体的高温灼热了身管内层金属，并向身管外层传递，这一存在于管壁内的温度梯度必将引起温差应力。迫击炮身管的温差应力将对其强度计算产生深刻的影响。1.1 基本假设本文做如下基本假设：①圆筒形身管的材料为均质的和各向同性的；②身管材料的弹性模量和线膨胀系数均当作平均的常数
机械工程与自动化 2014年4期2014-07-20
- 火炮身管寿命研究❋
051）0 引言身管是火炮的重要部件之一，其使用状况直接影响武器的运用效果和人机功效。身管寿命是火炮自动武器的一个重要的评判指标。火炮发射过程是一个极其复杂的过程，它包括多种形式的运动以及能量转换。火炮身管在一定程度上可视为超高压压力容器，其核心作用在于把火药气体的热能转化为弹丸运动的动能。在此过程中，还伴随着火药点、传火产生的压力波的传递和反射，弹体与膛壁的摩擦与传热等复杂问题。显而易见，上述各种现象的产生、发展不是孤立的，而是相互影响、相互渗透的，它们
机械工程与自动化 2014年2期2014-04-16
- 身管直线度误差对弹丸初速跳角散布的影响
压和瞬时性，火炮身管的制造误差中炮膛的直线度误差，或者称身管的直线度误差，以及由此产生的炮口角对火炮射击精度的影响，长久以来是一个难以深入研究的难题。随着科学技术的发展，特别是计算机技术的完善，绝大部分的设计工作和分析工作都可以在计算机上完成，计算机强大的信息容量和快速的数值解算能力，以及方便的人机交互性能为研究这一问题提供了新的条件和可能性。本文将研究的重点集中在采用计算机仿真技术探讨身管直线度误差对弹丸初速跳角散布的影响，制订身管设计和制造的技术条件。
弹道学报 2013年1期2013-12-25
- 某火炮身管寿命问题探讨
)某小口径火炮在身管寿命考核试验中，采用相同的射击规范，自动机B身管的寿命仅为自动机A的64%～70%。两种自动机身管的材料、内膛结构和工艺完全相同，使用弹药的弹道性能基本相同。唯一不同的是自动机A的额定射速为550发/min，自动机B的额定射速为1 000发/min。笔者以射击过程中身管外壁温度测试结果为基础，对身管温度分析程序中的计算参数进行复核，然后对身管内膛温升进行热分析计算。从身管温升角度，用类比法，估算自动机B身管的寿命，并分析其寿命降低的原因
火炮发射与控制学报 2013年3期2013-11-21
- 一种火炮身管的模板化设计方法
12099)火炮身管是实现火炮发射弹丸的核心零部件，所承受的载荷主要来自发射时的火药气体压力、弹丸沿膛内运动阻力(矩)、弹丸出炮口时的炮口制退力、后坐阻力、惯性力(矩)和冲击碰撞力等，同时，身管内壁伴随着承受高温、烧蚀作用和冲击振动。因此，其设计既要根据膛内火药气体作用条件，确定身管的外形、内膛(含药室、坡膛和膛线)等几何结构参数，更要根据压力、冲击和温度等优化身管的厚度、刚度和强度等物理力学参数。经过多年的发展，身管的设计已经积累了大量成熟的经验、方法和
火炮发射与控制学报 2013年2期2013-11-21
- 基于虚拟体的身管多体动力学模型研究
变形相互耦合，使身管产生复杂的弹性振动并形成炮口扰动，增大了射角的散布，严重影响火炮的射击精度，因而建立相对准确高效的身管多体动力学模型，使其能较真实地反映复杂受力条件下炮口的动态响应特性，对火炮系统的动力学分析具有重要的指导意义.从目前的研究状况来看，柔性身管在系统模型中的描述主要采用模态法[1]、有限段法[2，3]、有限元法[4]等.在火炮的实际发射过程中，弹丸与炮膛内壁的接触力以及燃气作用力对身管的弹性振动产生的影响不容忽略，如何在反映身管弹性的前提
弹道学报 2012年4期2012-12-25
- 提高某自动机初速的技术途径探讨
规定的初速要求。身管使用到寿命末期，其初速有可能超出射表允许的修正范围。这给该研制产品使用制式弹药及其射表、产品设计定型后的生产带来诸多困难。为此，通过内弹道分析，采用加长身管和减小身管与转膛体相关零件之间的气体泄漏等措施，使该自动机的初速尽可能提高到初速指标规定的中间值。为了保证该自动机在1 000发/分射速情况下具有良好的射击精度，通过有限元分析，将身管外形改为星形断面结构，使加长身管的刚度与原身管基本相当，保证了火炮的射击精度满足战术技术指标要求[1
火炮发射与控制学报 2012年4期2012-11-23
- 基于SolidWorks 的加农炮身管三维参数化建模
)长期以来，火炮身管建模是较复杂的工作。在分析火炮身管结构的基础上，开发火炮身管参数化建模程序，可以简化火炮身管设计的步骤，提高火炮身管设计的效率。1 身管结构分析根据身管结构特征确定如何对个各部分尺寸进行驱动的方案。一般线膛炮身管从膛内可分为3 大主要部分:药室部、坡膛和膛线部［1］。药室是火炮放置发射药和保证发射药燃烧的空间。其容积取决于内弹道设计，而药室的结构形式和尺寸则取决于弹丸的装填方式和弹丸外形尺寸。坡膛的几何结构为一截圆锥，在绘制草图时，由一
兵器装备工程学报 2012年2期2012-07-02
- 身管兵器
身管兵器,又称身管武器,是以火药(也称发射药)为能源,利用在半封闭的管形容器(称为身管)内燃烧的火药所产生的高温高压燃气压力加速弹丸等战斗部,使之在膛口获得要求的初始速度和射向,实现将弹丸准确地发射到预定的目标上的目的。科学技术的发展和战争的需求,不断拓宽身管兵器的内涵和外延。身管兵器已经从一种管状兵器,发展成为集机械、电气、信息、控制等技术于一身的武器系统。身管兵器目前广泛装备于陆、海、空各军兵种。
兵器装备工程学报 2010年6期2010-08-15
- 身管短后坐式浮动自动机动力学仿真
提出了一种应用于身管短后坐式武器的浮动自动机技术,仅采用弹簧,结构简单,而又能实现高稳定性的浮动,有效提高射击精度和射击密集度。1 组成和工作原理1.1 基本组成身管短后坐式浮动自动机的结构组成如图1所示,它主要由身管、身管复进簧、身管等待机、节套、枪机、加速机构、枪机框、枪机复进簧、击发机构和机匣组成。1.2 工作原理系统采用开膛待击,首发浮动和定点击发的方式,首发发射时,枪机框被击发机构的阻铁挂于机匣后方,身管也被身管等待机挂住;射击时,枪机框被释放,
火炮发射与控制学报 2010年1期2010-06-27