本文以某槍械身管及閉鎖突筍等關(guān)重件為研究對象,研究了基于疲勞與燒蝕失效的身管壽命可靠性問題,基于沖擊疲勞失效和修正的蘭根方程計(jì)算分析了閉鎖突筍的沖擊疲勞壽命,最后通過Copula理論研究了多失效模式下的槍械壽命可靠性問題。本論文主要通過以下幾個(gè)方面的內(nèi)容研究了槍械關(guān)重件的壽命可靠性。(1)首先應(yīng)用局部應(yīng)力應(yīng)變法計(jì)算了身管的疲勞損傷,并通過蒙特卡洛法分析了疲勞損傷的隨機(jī)性問題�；陔S機(jī)系數(shù)法與偽壽命法分析得到身管平均疲勞壽命分別為4929發(fā)和5435發(fā),可靠度為0.95時(shí)可靠壽命分別為2950發(fā)和3160發(fā)。已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,槍械在發(fā)射4000發(fā)左右時(shí),鉻層金屬與基體界面出現(xiàn)不同程度的裂紋。對比試驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了兩種方法的可行性。(2)基于理論退化模型,并通過ANSYS隨機(jī)有限元分析模塊,分析了身管的燒蝕量。建立燒蝕量隨射彈量的變化規(guī)律模型,基于偽壽命分析法,計(jì)算得到身管燒蝕平均壽命為4236發(fā),可靠度為0.95時(shí)的可靠壽命為3500發(fā)。(3)針對閉鎖突筍的沖擊疲勞失效模式,對其受力進(jìn)行了分析與研究。應(yīng)用蘭根方程計(jì)算了閉鎖突筍的沖擊疲勞壽命,進(jìn)一步對其壽命進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,研究了突筍沖擊疲勞壽命可靠性問題。(4)應(yīng)用Copula理論建立了多個(gè)聯(lián)合壽命分布函數(shù)。進(jìn)一步應(yīng)用最小距離法檢驗(yàn)了聯(lián)合壽命分布函數(shù)的擬合優(yōu)度,確定最優(yōu)分布。最后通過最優(yōu)分布分析了考慮疲勞與燒蝕失效模式下身管的使用壽命。然后又綜合考慮三種失效模式的影響,分析了綜合三種失效模式下的壽命可靠性。(5)設(shè)計(jì)并開發(fā)了“基于多失效模式的槍械關(guān)重件使用壽命分析”軟件。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ202
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 槍械使用壽命研究現(xiàn)狀
        1.2.1 槍械常見的退化失效模式
        1.2.2 槍械關(guān)重件的使用壽命研究
    1.3 考慮多失效模式的產(chǎn)品可靠性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于蒙特卡洛法的產(chǎn)品多失效模式可靠性分析
        1.3.2 基于界限法的產(chǎn)品多失效模式可靠性分析
        1.3.3 基于矩估計(jì)法的產(chǎn)品多失效模式可靠性分析
        1.3.4 基于Copula理論的產(chǎn)品多失效模式可靠性分析
        1.3.5 其他方法在產(chǎn)品多失效模式下可靠性分析的應(yīng)用
    1.4 基于產(chǎn)品退化數(shù)據(jù)的壽命和可靠性分析研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文主要研究工作
        1.5.1 本論文主要研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方案與技術(shù)路線
2 基于疲勞失效模式的身管壽命可靠性分析
    2.1 疲勞失效機(jī)理及失效模式
    2.2 身管有限元模型的建立與仿真
        2.2.1 身管有限元模型的建立
        2.2.2 計(jì)算仿真工況
        2.2.3 邊界條件的確定
        2.2.4 身管有限元模型的仿真
    2.3 基于蒙特卡洛模擬的身管疲勞損傷評估
        2.3.1 疲勞損傷計(jì)算模型
        2.3.2 蒙特卡洛模擬抽樣
    2.4 基于隨機(jī)系數(shù)法的身管疲勞壽命可靠性分析
        2.4.1 失效閾值的確定
        2.4.2 疲勞損傷退化模型的建立
        2.4.3 平均疲勞壽命預(yù)測
        2.4.4 身管可靠壽命分析
    2.5 基于偽壽命法的身管疲勞壽命可靠性分析
        2.5.1 偽壽命分布法的基本原理
        2.5.2 偽失效壽命估算
        2.5.3 偽失效壽命分布檢驗(yàn)
        2.5.4 基于偽壽命的可靠性評估
    2.6 小結(jié)
3 基于燒蝕失效模式的身管壽命可靠性分析
    3.1 燒蝕失效機(jī)理及失效模式
    3.2 隨機(jī)有限元法
    3.3 基于ANSYS的身管燒蝕量隨機(jī)有限元分析
        3.3.1 身管有限元模型的建立與仿真
        3.3.2 隨機(jī)有限元分析結(jié)果
    3.4 基于偽壽命法的身管壽命可靠性分析
        3.4.1 退化軌跡模型的建立
        3.4.2 偽壽命的計(jì)算
    3.5 小結(jié)
4 基于沖擊疲勞失效模式的閉鎖突筍壽命可靠性分析
    4.1 回轉(zhuǎn)式閉鎖突筍動作及受力分析
        4.1.1 回轉(zhuǎn)式閉鎖機(jī)構(gòu)的動作分析
        4.1.2 閉鎖突筍的受力分析
    4.2 回轉(zhuǎn)閉鎖突筍的沖擊疲勞壽命估算
        4.2.1 回轉(zhuǎn)閉鎖突筍的沖擊疲勞壽命估算方法
        4.2.2 蘭根方程的解題方法
        4.2.3 閉鎖突筍沖擊疲勞壽命估算
    4.3 閉鎖突筍沖擊疲勞壽命隨機(jī)性分析
        4.3.1 閉鎖突筍沖擊疲勞壽命影響參數(shù)分析
        4.3.2 閉鎖突筍沖擊疲勞壽命隨機(jī)性分析
        4.3.3 閉鎖突筍沖擊疲勞壽命統(tǒng)計(jì)分析
    4.4 小結(jié)
5 基于多失效模式耦合的槍械壽命可靠性分析
    5.1 Copula函數(shù)的基本定義和屬性
    5.2 常用Copula函數(shù)
        5.2.1 阿基米德Copula函數(shù)
        5.2.2 橢圓Copula函數(shù)
    5.3 基于Copula函數(shù)的相關(guān)性測度
        5.3.1 Kendall秩相關(guān)系數(shù)τ
s'>        5.3.2 Spearman秩相關(guān)系數(shù)ρs

        5.3.3 尾部相關(guān)系數(shù)λ
    5.4 Copula函數(shù)模型的構(gòu)建
        5.4.1 邊緣分布的確定
        5.4.2 Copula函數(shù)模型的選擇
        5.4.3 Copula函數(shù)模型中未知參數(shù)的估計(jì)
        5.4.4 Copula函數(shù)模型擬合優(yōu)度檢測
    5.5 考慮失效相關(guān)的槍械壽命聯(lián)合分布函數(shù)的建立
        5.5.1 考慮疲勞和燒蝕失效相關(guān)的身管壽命分析
        5.5.2 考慮三種失效機(jī)理耦合的槍械壽命分析
    5.6 小結(jié)
6 基于多失效模式的槍械關(guān)重件使用壽命分析軟件的開發(fā)實(shí)現(xiàn)
    6.1 軟件功能設(shè)計(jì)
    6.2 軟件各主要功能模塊的程序流程設(shè)計(jì)
        6.2.1 軟件系統(tǒng)總體流程設(shè)計(jì)
        6.2.2 基于疲勞失效模式的身管壽命可靠性分析模塊流程設(shè)計(jì)
        6.2.3 基于燒蝕失效模式的身管壽命可靠性分析模塊流程設(shè)計(jì)
        6.2.4 基于沖擊疲勞失效模式的閉鎖突筍壽命可靠性分析流程設(shè)計(jì)
        6.2.5 基于多失效模式耦合的槍械壽命可靠性分析模塊流程設(shè)計(jì)
    6.3 ANSYS軟件接口設(shè)計(jì)
    6.4 Matlab函數(shù)接口設(shè)計(jì)
    6.5 軟件模塊運(yùn)行實(shí)例
    6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張雅;槍械關(guān)重件疲勞可靠性設(shè)計(jì)分析[D];南京理工大學(xué);2018年

2 張熠;狙擊榴彈武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];南京理工大學(xué);2018年

本文編號：2887250

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