冲击载荷下身管强度自增强研究

论文摘要

自增强技术自1913年诞生以来,长期在兵器工业中广为应用,多年来在模拟试验和全尺寸身管的研制过程中,开展了液压自增强技术、机械自增强技术、爆炸自增强技术和火炮身管疲劳寿命等基础研究。这不仅为我国自增强技术的理论和应用研究奠定了良好的基础,同时也为我国现代火炮的发展创造了条件。本课题根据国内外研究现状和存在的问题,以工程应用为背景,从火炮与自动武器的身管这一类型的高压容器出发,针对火炮身管发射时的高温高压瞬态的环境,研究身管在压力和温度冲击载荷下的应力和应变规律,进行冲击载荷对自增强身管的结构和残余应力的影响分析。并在此基础上,研究了连续发射时身管的温度变化规律和压力的变化规律,对自增强身管的结构和残余应力的影响分析,以解决自增强身管的发射安全问题。本文在详细分析火药燃气的温度场分布的基础上,进行了压力场和温度场的叠加求解,以及研究了射弹数、压力、热应力与身管内壁应力变化之间的关系,得出了随着射弹的增多,管壁的温度将会趋于一个极限值以及压力对管壁中应力的变化会越来越小,热作用会越来越大等的结论,为武器身管射击规范的制定提供了理论基础,为自增强身管的设计提供了一定的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 自增强技术的发展历程
• 1.2.2 自增强技术的理论分析及发展与应用
• 1.2.3 自增强技术的工艺及其发展与应用
• 1.2.4 自增强身管残余应力的测定方法
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 基于理论的自增强身管的应力和应变分析
• 2.1 身管的应力和应变分析
• 2.2 自增强身管的应力应变分析
• 2.2.1 部分塑性圆筒的应力应变分析
• 2.2.2 完全塑性（整体屈服）身管
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于统一强度理论的自增强厚壁身管安定性分析
• 3.1 基本方程
• 3.2 弹塑性加载过程
• 3.2.1 弹性区应力分析
• 3.2.2 塑性区应力分析
• 3.3 弹塑性卸载
• 3.4 身管的残余应力
• 3.5 正常工作时自增强身管的合成应力
• 3.6 统一强度理论下的极限载荷与最佳自增强内压
• 3.7 本章小结
• 第4章 复杂载荷下自增强身管的应力和应变分析
• 4.1 有限元模型的建立
• 4.2 边界条件的确定
• 4.2.1 火药燃气的压力历程
• 4.2.2 火药燃气的温度历程
• 4.2.3 火药燃气的平均放热系数
• 4.2.4 空气的对流放热系数
• 4.3 温度场分析
• 4.4 温度载荷下等效应力分析
• 4.5 压力和温度冲击载荷下全等效应力分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历