【摘要】：抽筒子是炮閂抽殼機(jī)構(gòu)的重要部件,在抽殼過程中由于受到較大的應(yīng)力作用極易產(chǎn)生疲勞裂紋,在連續(xù)的作業(yè)下裂紋會發(fā)生擴(kuò)展,甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,因此,開展對炮閂抽筒子的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命研究,對確保抽殼機(jī)構(gòu)的可靠性和艦炮的戰(zhàn)斗力有著十分重要的意義。本文以某炮的炮閂機(jī)構(gòu)為研究對象,對抽殼作用力進(jìn)行了理論分析,采用實驗法研究了炮鋼的斷裂韌度和裂紋擴(kuò)展速率,結(jié)合擴(kuò)展有限元法探索了抽筒子裂紋擴(kuò)展的規(guī)律,獲取了抽筒子材料的斷裂公式,并對抽筒子的裂紋擴(kuò)展影響因素做了探究。首先,對抽筒子的斷裂機(jī)理展開了探究。以疲勞裂紋擴(kuò)展方程與擴(kuò)展速率方程為依托,從材料的阻礙裂紋擴(kuò)展的功能及承受載荷的兩個方面,研究了控制疲勞裂紋擴(kuò)展速率的幾個要素。得到了設(shè)置幾組各異的應(yīng)力比、斷裂韌度、參數(shù)C、參數(shù)m時,裂紋擴(kuò)展與應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值的相對關(guān)系。也討論了材料的裂紋生長速度的試驗結(jié)果與工程應(yīng)用。然后通過對抽筒子材料做了斷裂韌度試驗,使用標(biāo)準(zhǔn)的三點彎曲試樣,對45CrNiMoVA材料的斷裂韌性做了研究,給材料阻礙裂紋擴(kuò)展的能力找出了斷裂力學(xué)依據(jù)。試驗得出,45CrNi MoVA的材料斷裂韌性值是73.2155MPa·m1/2。由45CrNiMoVA材料CT試樣在室溫下的疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗,得到了疲勞裂紋擴(kuò)展量a與反復(fù)加載次數(shù)N的關(guān)系,并確定了裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子的關(guān)系,建立了計算45CrNiMoVA材料裂紋擴(kuò)展壽命的Paris公式。再以彈塑性力學(xué)為依據(jù),對炮膛和藥筒之間的抽殼力做了理論計算。結(jié)合柔體動力學(xué)方法,在ABAQUS中對抽筒子進(jìn)行了分析,找出了抽筒子易發(fā)生斷裂的危險部位和應(yīng)力值。將抽筒子的裂紋特征簡化為含邊緣裂紋的板狀結(jié)構(gòu),通過擴(kuò)展有限元法計算了裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子,再和理論計算結(jié)果做比較,驗證了方法的可行性,并繪制了應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍和裂紋長度的關(guān)系曲線。最后,建立抽筒子的裂紋擴(kuò)展壽命評估方法,基于Paris斷裂公式,預(yù)估抽筒子的裂紋擴(kuò)展壽命�；跀U(kuò)展有限元方法,對抽筒子進(jìn)行裂紋擴(kuò)展模擬分析,研究了載荷條件、裂紋特征對裂紋擴(kuò)展壽命的影響。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TJ391
【圖文】：

意義器，作為艦載武器已有 400 多年的歷史，具有直發(fā)揮著十分重要的作用。上世紀(jì) 60 年代，導(dǎo)近距離作戰(zhàn)的威力和優(yōu)勢，使它仍是海面交戰(zhàn)海上作戰(zhàn)演習(xí)，國際海戰(zhàn)武器在不斷發(fā)展，各上起到越來越關(guān)鍵的作用。興材料、創(chuàng)新工藝的萌芽推動了艦炮的改進(jìn)炮中技術(shù)最領(lǐng)先的，它的射速是 12rds/min，最量的兩倍，破片殺傷半徑為 60mm，俯仰范圍連續(xù)作業(yè) 3000 發(fā)，如圖 1.1 所示。荷蘭守門員，這款炮的體積質(zhì)量都很大，但射擊時的最遠(yuǎn)很大足以摧毀一顆超音速反艦導(dǎo)彈。由于我國，仍然需要將艦炮技術(shù)的研究視為我國發(fā)展的我國艦炮的逐漸向自動化、高效率和高射程的

圖 1.2 荷蘭守門員 30mm 艦炮Fig.1.2 Holland goalkeeper 30mm naval gun核心機(jī)構(gòu)之一，它是發(fā)射炮彈、拉出藥筒全過、發(fā)射裝置、保險裝置、復(fù)撥器及開關(guān)閂機(jī)構(gòu)之間和機(jī)構(gòu)內(nèi)部大部分是通過機(jī)械傳動的方式彈內(nèi)爆炸后，迅速產(chǎn)生極高的溫度，使彈殼的形成過盈配合，爆炸產(chǎn)生的高壓，將彈頭直接碰撞，搖臂下臂受碰撞作用而繞軸轉(zhuǎn)動，上臂動，抽筒子的爪部直接將藥筒后端面勾住，將秒級，屬于瞬時碰撞過程，抽筒子、搖臂、抽法正常抽出藥筒，使得艦炮失去戰(zhàn)斗力。隨著試驗研究時，常伴隨各種故障，如不發(fā)火、無計得知，炮閂機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題的概率占整個機(jī)構(gòu)要部位。因此，對炮閂機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究具

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2732223