本文以某高射機(jī)槍的鍍鉻身管為研究對(duì)象,利用傳熱學(xué)、經(jīng)典內(nèi)彈道和斷裂力學(xué)等理論,對(duì)溫度、膛壓和溫度膛壓耦合作用下的鍍鉻身管在單發(fā)與連發(fā)情況下的溫度和應(yīng)力特性及變化規(guī)律進(jìn)行了研究,分析了射速和身管材料對(duì)身管的溫度和應(yīng)力特性及變化規(guī)律的影響,研究溫度膛壓耦合作用下身管鉻層裂紋的擴(kuò)展特征。論文主要內(nèi)容如下:(1)運(yùn)用經(jīng)典內(nèi)彈道理論和強(qiáng)迫對(duì)流系數(shù)計(jì)算方法,得出發(fā)射時(shí)鍍鉻身管內(nèi)膛的溫度、壓力變化特性以及相關(guān)邊界條件;(2)建立鍍鉻身管傳熱分析模型,分析單發(fā)和連發(fā)時(shí)鍍鉻身管關(guān)鍵截面的溫度分布特征和規(guī)律,研究鉻層表面與鋼鉻結(jié)合面處的溫度分布情況;(3)建立鍍鉻身管熱固耦合分析模型,對(duì)鍍鉻身管的關(guān)鍵截面在單發(fā)和連發(fā)的溫度、膛壓和溫度膛壓耦合作用下的應(yīng)力進(jìn)行分析,重點(diǎn)研究鉻層與鋼鉻結(jié)合面的應(yīng)力分布規(guī)律;(4)分析了在連發(fā)狀態(tài)下射速和身管材料對(duì)身管各個(gè)關(guān)鍵截面溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響;(5)研究了存在初始裂紋缺陷身管在耦合應(yīng)力作用下鉻層裂紋擴(kuò)展過(guò)程以及裂尖應(yīng)力特征。 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

火藥燃?xì)鉁囟葰v程曲線(xiàn)

中北大學(xué)學(xué)位論文14圖2.4 四個(gè)截面在鍍鉻身管的位置 圖2.5 鍍鉻身管槍口區(qū)域結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖為了了解給定截面上溫度梯度特性，在圖 2.4 中 A、B、C、D 四個(gè)界面上沿徑向取四個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)的位置和編號(hào)如表 2.4 所示。表 2.4 溫度場(chǎng)分析選取的截面和點(diǎn)的位 （單位：mm）內(nèi)壁點(diǎn)截面內(nèi)壁點(diǎn) 1 內(nèi)壁點(diǎn) 2 內(nèi)壁點(diǎn) 3 內(nèi)壁點(diǎn) 4內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁A 截面 A1 0 A2 0.15 A3 1.15 A4 2.25B 截面 B1 0 B2 0.15 B3 1.15 B4 2.25C 截面 C1 0 C2 0.15 C3 1.15 C4 2.25D 截面 D1 0 D2 0.15 D3 1.15 D4 2.252.2.4 鍍鉻身管傳熱初始條件與計(jì)算邊界1. 初始條件射擊初期鍍鉻身管的溫度為環(huán)境溫度，而對(duì)于連續(xù)射擊而言，每一發(fā)的初始溫度均為上一發(fā)結(jié)束時(shí)的溫度。2. 內(nèi)邊界(1) 火藥燃?xì)鉁囟葰v程單發(fā)彈丸發(fā)射過(guò)程中，彈丸后部的膛內(nèi)空間為火藥氣體，前面部分的膛內(nèi)氣體為空氣，只有藥室和坡膛除間隔期外一直處于火藥氣體的作用中，因此圖 2.2 的火藥氣體溫度曲線(xiàn)僅適用這個(gè)部位。對(duì)于其他膛內(nèi)的部位，所受到的火藥氣體溫度影響是隨著彈丸的運(yùn)動(dòng)，伴隨著火藥氣體替換空氣對(duì)內(nèi)膛的影響，因此身管內(nèi)壁不同截面的溫度如圖 2.6 所示。

中北大學(xué)學(xué)位論文14圖2.4 四個(gè)截面在鍍鉻身管的位置 圖2.5 鍍鉻身管槍口區(qū)域結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖為了了解給定截面上溫度梯度特性，在圖 2.4 中 A、B、C、D 四個(gè)界面上沿徑向取四個(gè)點(diǎn)，各點(diǎn)的位置和編號(hào)如表 2.4 所示。表 2.4 溫度場(chǎng)分析選取的截面和點(diǎn)的位 （單位：mm）內(nèi)壁點(diǎn)截面內(nèi)壁點(diǎn) 1 內(nèi)壁點(diǎn) 2 內(nèi)壁點(diǎn) 3 內(nèi)壁點(diǎn) 4內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁 內(nèi)壁點(diǎn) 距內(nèi)壁A 截面 A1 0 A2 0.15 A3 1.15 A4 2.25B 截面 B1 0 B2 0.15 B3 1.15 B4 2.25C 截面 C1 0 C2 0.15 C3 1.15 C4 2.25D 截面 D1 0 D2 0.15 D3 1.15 D4 2.252.2.4 鍍鉻身管傳熱初始條件與計(jì)算邊界1. 初始條件射擊初期鍍鉻身管的溫度為環(huán)境溫度，而對(duì)于連續(xù)射擊而言，每一發(fā)的初始溫度均為上一發(fā)結(jié)束時(shí)的溫度。2. 內(nèi)邊界(1) 火藥燃?xì)鉁囟葰v程單發(fā)彈丸發(fā)射過(guò)程中，彈丸后部的膛內(nèi)空間為火藥氣體，前面部分的膛內(nèi)氣體為空氣，只有藥室和坡膛除間隔期外一直處于火藥氣體的作用中，因此圖 2.2 的火藥氣體溫度曲線(xiàn)僅適用這個(gè)部位。對(duì)于其他膛內(nèi)的部位，所受到的火藥氣體溫度影響是隨著彈丸的運(yùn)動(dòng)，伴隨著火藥氣體替換空氣對(duì)內(nèi)膛的影響，因此身管內(nèi)壁不同截面的溫度如圖 2.6 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]火炮身管傳熱數(shù)值模擬及溫度分布規(guī)律[J]. 徐達(dá),羅業(yè),范文博.  裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]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[J]. 徐寧,吳永海,王永娟,徐誠(chéng).  兵工學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]某榴彈發(fā)射器槍管瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析[J]. 王菲,廖振強(qiáng),馮海星.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2014(07)
[4]基于ANSYS火炮身管傳熱仿真[J]. 楊艷峰,鄭堅(jiān),狄長(zhǎng)春,賈長(zhǎng)治,羅志海.  火力與指揮控制. 2013(08)
[5]電鍍鉻對(duì)300M鋼疲勞性能影響研究[J]. 邵緒分,胡成江,駱豫蜀,李紀(jì)濤,任世剛,胡家杰,杜楠.  失效分析與預(yù)防. 2012(04)
[6]復(fù)合材料身管非線(xiàn)性熱彈性有限元分析[J]. 徐亞棟,錢(qián)林方,陳龍淼.  兵工學(xué)報(bào). 2007(12)
[7]火炮身管壽命分析[J]. 郭張霞,潘玉田,裴暢貴.  中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(S1)
[8]鋼基身管內(nèi)鍍鉻層下的激光淬火基體界面腐蝕與鉻層剝落[J]. 張國(guó)祥,張坤,陳光南,羅耕星,李懷學(xué).  腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2006(06)
[9]速射身管發(fā)射狀態(tài)下的溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力的有限元分析[J]. 胡志剛,趙建波.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2006(S3)
[10]槍管溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力的研究[J]. 佘建生,薄玉成,楊臻.  華北工學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(04)

博士論文
[1]擴(kuò)展有限元法及其應(yīng)用中的若干問(wèn)題研究[D]. 蘇毅.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]復(fù)合材料身管的損傷研究[D]. 楊宇宙.南京理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]槍管壽命技術(shù)研究[D]. 石立雄.南京理工大學(xué) 2016
[2]熱—機(jī)械載荷耦合作用下復(fù)合材料身管損傷研究[D]. 魏存磊.南京理工大學(xué) 2016
[3]艦炮身管熱響應(yīng)與燒蝕磨損分析[D]. 王偉.中北大學(xué) 2015
[4]自動(dòng)武器身管熱力學(xué)特性研究[D]. 楊光暉.中北大學(xué) 2014
[5]某坦克火炮身管溫度應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬及疲勞壽命分析[D]. 莊健.大連理工大學(xué) 2014
[6]火炮發(fā)射過(guò)程中的身管熱彈耦合分析[D]. 胡振杰.南京理工大學(xué) 2007
[7]基于ABAQUS的裂紋擴(kuò)展仿真軟件及應(yīng)用[D]. 王慰軍.浙江大學(xué) 2006
[8]火炮射擊時(shí)身管溫度場(chǎng)測(cè)試研究[D]. 肖飛.南京理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：2948819