發(fā)布時(shí)間：2021-07-28 14:08

　　身管壽命分為疲勞壽命和燒蝕壽命,許多身管壽命是由燒蝕壽命決定的。目前關(guān)于身管燒蝕壽命的研究主要還是利用確定性的分析方法,沒(méi)有考慮到身管燒蝕過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的隨機(jī)性影響。本文以某型號(hào)速射機(jī)槍為研究對(duì)象,利用隨機(jī)有限元法進(jìn)行分析,充分考慮了身管尺寸參數(shù)和材料參數(shù)對(duì)身管燒蝕的影響。首先,建立全身管二維有限元模型進(jìn)行溫度場(chǎng)分析,重點(diǎn)分析膛線起始部?jī)?nèi)壁點(diǎn)溫度響應(yīng)情況。通過(guò)三種射擊規(guī)范的射擊模擬,分析了不同射擊規(guī)范對(duì)身管熱效應(yīng)的影響。然后,選取身管危險(xiǎn)截面建立一維有限元模型,進(jìn)行溫度場(chǎng)分析,通過(guò)與全身管有限元模型溫度場(chǎng)求解結(jié)果比較,確定了采用一維有限元模型進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬的可行性�？紤]到身管尺寸參數(shù)和材料參數(shù)的隨機(jī)性,在進(jìn)行溫度場(chǎng)分析時(shí)結(jié)合燒蝕量理論公式,進(jìn)行多次蒙特卡羅模擬,得出燒蝕量分布,以此為基礎(chǔ)確定了燒蝕率經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。最后,基于累積燒蝕量的失效物理模型,分別用兩種方法計(jì)算身管燒蝕壽命。前者考慮了燒蝕過(guò)程中身管尺寸不斷變化的情況,后者考慮了相關(guān)材料和尺寸參數(shù)對(duì)于燒蝕量的隨機(jī)性影響。最終得出的結(jié)果表明,熱流密度直接決定了身管燒蝕壽命,隨著射擊次數(shù)的增加,熱流密度逐漸減小,燒蝕量隨之減小,身管燒蝕壽命... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 武器身管壽命概述
    1.3 身管溫度場(chǎng)分析的研究狀況
    1.4 身管燒蝕問(wèn)題的研究狀況
        1.4.1 身管燒蝕國(guó)外研究狀況
        1.4.2 身管燒蝕國(guó)內(nèi)研究狀況
    1.5 隨機(jī)有限元法的發(fā)展和應(yīng)用情況
    1.6 軟件介紹
    1.7 本課題研究的主要內(nèi)容
2 身管失效機(jī)理及失效物理模型研究
    2.1 身管的失效機(jī)理和主要失效模式
        2.1.1 疲勞破壞
        2.1.2 燒蝕破壞
    2.2 身管壽終的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
    2.3 基于累積燒蝕量和熔化層理論的失效物理模型
        2.3.1 單發(fā)燒蝕量理論公式
        2.3.2 身管徑向最大允許燒蝕磨損量
        2.3.3 最大徑向燒蝕量預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)
    2.4 身管壽命預(yù)測(cè)的常用經(jīng)驗(yàn)公式和計(jì)算模型
    2.5 本章小結(jié)
3 典型武器身管溫度場(chǎng)模擬
    3.1 概述
    3.2 研究對(duì)象介紹
    3.3 有限元模型的建立
    3.4 邊界條件和參數(shù)計(jì)算
        3.4.1 射擊溫度場(chǎng)模擬的初始條件和邊界條件
        3.4.2 載荷及相關(guān)對(duì)流系數(shù)確定
    3.5 材料參數(shù)
    3.6 射擊規(guī)范選取
    3.7 有限元模擬設(shè)定
    3.8 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
        3.8.1 膛線起始部溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
        3.8.2 單發(fā)射擊危險(xiǎn)截面溫度響應(yīng)
        3.8.3 連射危險(xiǎn)截面溫度響應(yīng)
    3.9 本章小結(jié)
4 基于隨機(jī)有限元法的燒蝕率經(jīng)驗(yàn)公式確定
    4.1 求解方法概述
    4.2 燒蝕量理論公式確定
        4.2.1 熱流密度的計(jì)算
        4.2.2 具體參數(shù)確定結(jié)果
    4.3 隨機(jī)有限元法
        4.3.1 常用隨機(jī)有限元計(jì)算方法
        4.3.2 蒙特卡羅法
        4.3.3 拉丁超立方抽樣法
    4.4 身管危險(xiǎn)截面溫度場(chǎng)隨機(jī)有限元分析
        4.4.1 ANSYS隨機(jī)有限元分析基本步驟
        4.4.2 身管危險(xiǎn)截面溫度場(chǎng)確定性分析
        4.4.3 隨機(jī)變量的選取
        4.4.4 隨機(jī)有限元分析結(jié)果
    4.5 隨機(jī)取樣
        4.5.1 燒蝕量對(duì)數(shù)值的分布
        4.5.2 取樣結(jié)果
    4.6 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)擬合
    4.7 本章小結(jié)
5 身管燒蝕壽命預(yù)測(cè)
    5.1 概述
    5.2 最大徑向燒蝕磨損量確定
    5.3 基于融化層理論的身管燒蝕壽命分析
        5.3.1 計(jì)算流程及程序編寫(xiě)
        5.3.2 壽命計(jì)算結(jié)果
        5.3.3 壽命結(jié)果分析
    5.4 基于隨機(jī)有限元法的身管燒蝕壽命分析
        5.4.1 確定性分析
        5.4.2 隨機(jī)變量選取
        5.4.3 隨機(jī)有限元計(jì)算結(jié)果
        5.4.4 身管燒蝕壽命計(jì)算
        5.4.5 結(jié)論
    5.5 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與研究展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]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
[3]火炮發(fā)射過(guò)程中的身管熱分析及其應(yīng)用[D]. 郁圣杰.南京理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3308056