身管是自動武器的核心零部件之一,其壽命的長短直接影響整個武器的壽命,因此具有重要的研究的價值和意義。本文以某自動武器身管為研究對象,結(jié)合內(nèi)彈道學、概率統(tǒng)計、彈塑性力學、有限元法、可靠性和遺傳算法等多學科理論和技術,對5.8mm某型自動武器身管壽命及其可靠性進行分析和研究。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)從武器身管失效機理出發(fā),結(jié)合電鍍硬Cr制備身管內(nèi)膛材料的SEM表面形貌與裂紋測試結(jié)果,研究身管內(nèi)膛失效過程、身管疲勞失效模型和疲勞失效模式。(2)分析建立自動武器射擊時身管瞬態(tài)傳熱模型,對身管徑向溫度場和應力進行數(shù)值分析,分別計算分析單發(fā)和連發(fā)射擊時身管溫度場和應力場分布規(guī)律和變化情況;(3)根據(jù)數(shù)值的計算結(jié)果,確定身管的危險部位,采用局部應力-應變法和雨流計數(shù)法確定危險部位的疲勞載荷譜,運用疲勞載荷譜和線性累積損傷理論對身管疲勞壽命進行預測,并經(jīng)綜合分析最終得到預測的身管壽命值,并將得到身管壽命并與試驗結(jié)果進行對比;(4)遵循身管壽命服從Weibull分布的規(guī)律,結(jié)合身管壽命射擊試驗數(shù)據(jù),使用線性回歸估計和最小二乘法計算Weibull分布函數(shù)的兩個重要參數(shù),最終確定身管壽命分布函數(shù)的表達式...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 身管壽命的國內(nèi)外研究綜述
        1.2.2 身管溫度場和應力場國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Weibull分布在可靠性分析中的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 自動武器身管失效機理分析及試驗研究
    2.1 概述
    2.2 身管內(nèi)膛材料的制備
    2.3 身管內(nèi)膛失效過程及試驗結(jié)果分析
        2.3.1 內(nèi)膛鍍鉻層-鋼基體失效過程分析
        2.3.2 鍍鉻層裂紋的產(chǎn)生和擴展
        2.3.3 鍍鉻層脫落過程分析
    2.4 身管疲勞失效模式及失效模型
        2.4.1 鉻層疲勞失效模型
        2.4.2 自動武器身管疲勞模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 身管溫度及應力場分析
    3.1 概述
    3.2 自動武器身管工作過程
    3.3 自動武器身管瞬態(tài)溫度場分析
        3.3.1 建模要點
        3.3.2 建模簡化
        3.3.3 材料模型的設置
        3.3.4 邊界條件
        3.3.5 截面的選取
        3.3.6 單發(fā)射擊時身管瞬態(tài)溫度場分析
    3.4 自動武器身管熱載荷和膛壓耦合作用分析
        3.4.1 身管應力基本方程
        3.4.2 邊界條件
        3.4.3 連發(fā)射擊時瞬態(tài)溫度場
        3.4.4 身管應力計算結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 身管壽命預測分析與計算
    4.1 概述
    4.2 雨流計數(shù)法在材料疲勞壽命分析中的應用
        4.2.1 雨流計數(shù)法的基本原理
        4.2.2 雨流計數(shù)法的應用
    4.3 局部應力應變
        4.3.1 疲勞壽命計算方法
        4.3.2 滯回行為
        4.3.3 滯回環(huán)
        4.3.4 Neuber法
        4.3.5 修正的Neuber法
        4.3.6 自動武器壽命研究具體方法
    4.4 身管疲勞壽命的分析與計算
        4.4.1 身管危險截面應力應變計算
        4.4.2 身管循環(huán)應力下的疲勞壽命的計算
        4.4.3 基于疲勞累積損傷理論的疲勞壽命計算
        4.4.4 身管壽命計算結(jié)果分析
    4.5 壽命預測結(jié)果與試驗結(jié)果對比分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 身管壽命可靠性分析
    5.1 概述
    5.2 Weibull分布模型及其特性
    5.3 Weibull參數(shù)估計方法
        5.3.1 參數(shù)估計的圖解法
        5.3.2 線性回歸估計法
        5.3.3 極大似然估計法
    5.4 可靠性特征量的計算
        5.4.1 可靠度
        5.4.2 累積失效概率
        5.4.3 失效率函數(shù)
        5.4.4 平均壽命
    5.5 身管壽命分布函數(shù)參數(shù)估計及可靠性分析與計算
        5.5.1 基于最小二乘法和壽命試驗的身管壽命分布函數(shù)
        5.5.2 可靠性指標的計算
    5.6 本章小結(jié)
第6基于遺傳算法的身管壽命分布參數(shù)優(yōu)化
    6.1 概述
    6.2 遺傳算法簡介
    6.3 遺傳算法的運行參數(shù)
    6.4 遺傳算法的優(yōu)越性
    6.5 遺傳算法優(yōu)化模型的建立和優(yōu)化步驟
        6.5.1 確定目標
        6.5.2 設計變量
        6.5.3 遺傳算法優(yōu)化的主要流程[100]
    6.6 身管壽命分布函數(shù)的參數(shù)優(yōu)化
        6.6.1 參數(shù)優(yōu)化的重要步驟
        6.6.2 優(yōu)化計算結(jié)果
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3788832