在自動、半自動火炮射擊過程中,負責(zé)完成抽出藥筒任務(wù)的是炮閂裝置中的抽筒系統(tǒng)。由部隊訓(xùn)練和對越自衛(wèi)反擊戰(zhàn)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有文獻歸納可知,抽筒系統(tǒng)故障主要有兩個方面:一是在抽筒過程中,藥筒在抽筒力（抽筒系統(tǒng)產(chǎn)生）和抽筒阻力（彈道膛壓產(chǎn)生）的綜合作用下被“拉斷”,無法完全順利抽出;二是抽筒系統(tǒng)功能部件發(fā)生塑性變形甚至動態(tài)斷裂,導(dǎo)致抽筒失效。這將導(dǎo)致自動火炮停止工作,影響其戰(zhàn)斗力的充分發(fā)揮。針對上述火炮抽筒系統(tǒng)存在的藥筒卡殼、構(gòu)件塑性變形甚至斷裂等問題,本文以立楔式炮閂的抽筒系統(tǒng)為研究對象,基于動力學(xué)理論和虛擬樣機技術(shù),對抽筒過程的接觸碰撞動態(tài)特性進行了研究,并進行了抽筒系統(tǒng)關(guān)鍵部件—抽筒子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。首先,建立了中小口徑火炮立楔式炮閂抽筒系統(tǒng)的三維模型,分析了抽筒過程的工作機理;運用靜態(tài)彈塑性理論和非線性有限元技術(shù)對抽筒過程進行了理論分析,得出藥筒不會被“拉斷”的臨界膛壓值,并確定了恰當(dāng)?shù)某橥矔r機;根據(jù)殘余膛壓和藥筒的指定運動獲得了抽筒阻力的變化規(guī)律,得出了抽筒系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的工作阻力。其次,為實現(xiàn)藥筒指定運動下的順利抽筒,建立了抽筒系統(tǒng)的連續(xù)接觸動力學(xué)模型;推導(dǎo)出了系統(tǒng)各構(gòu)件所需的運動... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

含矩形孔的微結(jié)構(gòu)

（3）忽略溫度變化對抽筒過程的影響，即不考慮藥室和藥筒的熱變形。（4）藥室只發(fā)生彈性變形，藥筒發(fā)生彈塑性變形，且藥筒材料采用雙線性模型。按軸對稱問題建立藥筒和藥室的有限元模型如圖2.5所示，藥筒和藥室分別劃分530和 2212 個單元，單元類型均為CAX4R。圖 2.5 抽筒系統(tǒng)的有限元型模

第二個分析步（Step-2）模擬抽筒過程，持續(xù) 5.4ms。第三個分析步（Step-3）持續(xù) 18.6ms，模擬藥筒與抽筒子分離后，藥筒抽出的過程。2.4.2 藥筒發(fā)射應(yīng)力分析藥筒在膛壓作用下，除靠近底部的區(qū)域外，等效應(yīng)力均超過了屈服極限，發(fā)生了不同程度的塑性變形。藥筒的變形過程主要可分為貼膛前自由膨脹、貼膛后與藥室共同膨脹至最大膛壓、膛壓下降后與藥室共同收縮三個階段。通常，藥筒在貼膛前已經(jīng)發(fā)生屈服，并且由于存在塑性變形，藥筒在與藥室共同收縮過程中，會受到藥室的反向加載。圖 2.7 至圖 2.9 分別給出了最大膛壓作用下（t=2ms）、開始抽筒時刻（t=6ms）以及分析結(jié)束時藥筒和藥室的應(yīng)力分布云圖。從圖 2.7 中可以看出，最大膛壓作用下的最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在藥室內(nèi)壁，達到 694MPa，而此時藥筒的最大等效應(yīng)力為 547MPa，位于外壁靠近底部的區(qū)域。從圖 2.8 中可以看出，抽筒開始時，藥筒同時受殘余膛壓、藥室反向加載和抽筒過程的軸向拉伸，其內(nèi)壁底部出現(xiàn)最大應(yīng)力，達到 479MPa。由圖 2.9可以看到，藥筒完全抽出后，同樣在底部內(nèi)壁的圓角處仍存在 316MPa 的殘余應(yīng)力。

【參考文獻】：
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