某自动武器击锤疲劳寿命仿真分析方法

针对某自动武器击锤的疲劳断裂问题,结合断口分析结果,基于ABAQUS软件仿真分析击锤的最大主应力/应变,然后利用Designlife软件进行疲劳寿命仿真,使仿真结果与实际断裂次数基本一致,在此基础上预测出其他两种改进方案中击锤的的疲劳寿命,预测结果与试验结果一致。该方法可用于各类自动武器零部件疲劳寿命预测,尤其针对研制过程中的断裂失效件,快速预测改进结构的疲劳寿命,为自动武器零部件疲劳寿命设计提供了技术途径,可在自动武器领域推广应用。     

基于动态特性分析的复进簧寿命预测

多股复进簧是自动武器的关键部件,为提高复进簧设计水平,就必须深入研究多股复进簧动态特性与疲劳寿命预测。针对某航空机枪多股复进簧进行研究,采用ABAQUS进行有限元仿真、时域分析和应力谱分析,同时基于动态特性分析进行Miner理论工程计算和n Code数值仿真计算,分别对多股复进簧进行疲劳寿命预测。研究结果表明,后坐阶段复进簧固定端应力在18 ms达到最大值519. 4 MPa,复进阶段复进簧固定端在38 ms达到最大值705. 2 MPa,通过时域分析可知,复进簧固定端最有可能出现疲劳失效; n Code仿真中,复进簧复进后坐一次产生疲劳损伤最大值为5. 074×10-5,其最小循环次数为19 708次,与工程计算中50%可靠度下的预测值接近,符合一般试验情况。此方法对自动武器其他机构的疲劳分析具有指导意义,对其他类弹簧或火炮复进簧寿命研究也具有借鉴意义。     

用断裂力学理论预估负重轮疲劳寿命

在分析负重轮破坏机理的基础上,用断裂力学疲劳破坏的数学模型和疲劳寿命预估方法,对负重轮进行了疲劳寿命预估,并对结果进行了实验验证.验证表明,断裂力学的疲劳寿命预估方法用于负重轮的疲劳破坏有一定实用价值和理论参考价值.     

自动武器构件的应力分析法及计算机程序库

针对自动武器构件的特点，给出了自动武器构件应力简化分析法；利用Visual Basic语言、I-DEAS软件和SQL数据库技术，建立了相应的数据库并开发了交互式自动武器构件应力分析应用程序库；为自动武器构件的快速分析、设计和优化设计提供了工具。     

具有干摩擦的自动武器动力学方程

本文从图论的观点出发,分析自动武器的结构。发展了用能量传递系数考虑干摩擦影响的方法;导出了矩阵形式的自动武器动力学方程。本文仅研究平面问题,所述理论和方法可用于各种自动武器系统的动力学分析。     

基于裂纹形成及扩展的火炮闩体寿命研究

某自动武器定型试验实弹射击累计523 发时,静检发现闩体出现约1 mm 深裂纹,为了 判定损伤闩体剩余寿命是否满足使用要求,应用解析与数值模拟方法,对闩体裂纹形成阶段的寿命 和扩展阶段的寿命进行了分析计算。结果表明,在常温正装药条件下,考虑闩体实际加工表面粗糙 度对疲劳寿命的影响,计算总体寿命不小于1 650 发,可满足闩体的设计要求。同时,对闩体疲劳 裂纹形成的影响因素进行了分析,根据分析计算结果,采取了减小闩体局部表面粗糙度措施,使该 火炮闩体寿命提高到1 800 发以上。     

疲劳裂纹萌生机制

对于高强度钢和合金来讲,疲劳裂纹萌生是疲劳破坏的最重要组成部分。在高周次疲劳时,宏观裂纹萌生寿命(N_i)与裂纹扩展寿命(N_f)之比(N_i/N_f)大于90％,在低周次疲劳中N_i/N_f也大于50％。疲劳裂纹萌生与结构设计、材质、制造工艺及使用环境等因素有关。疲劳裂纹源的分析应包括力学分析、断口分析、金相分析和表面状态分析诸方面。确定裂纹萌生的性质、原因和条件是解决构件早期疲劳断裂的前提。     

基于自动机运动周期特性的枪械故障检测与诊断方法

针对自动武器的动态特性,提出一种基于自动机运动周期特性的实时监测方式。基于运动形态的故障分析搭建测试系统,进行系统运动周期监测可信度分析,并在多种典型故障下对被试自动武器进行虚拟样机仿真分析,获得其自动机在故障状态下的动力学参数以及相应的周期特性。试验与虚拟样机仿真结果表明:该监测方式可准确有效地对自动武器自动机卡滞、复进簧失效、抽壳故障等典型故障进行诊断,可用来实时在线监测枪械运动状态是否正常。     

舰船运动对固体火箭发动机粘接界面疲劳损伤研究

针对固体火箭发动机在舰船运动影响下损伤难以评估的问题,以某固体火箭发动机为例,建立了摇摆载荷作用下发动机药柱粘接界面的疲劳损伤评估方法。通过推进剂粘接界面定应力往复剪切试验获得了其粘接界面的疲劳损伤特性;利用有限元分析方法计算得到了发动机界面剪切应力较大部位的应力谱;运用雨流计数法和Miner线性累积损伤原理对发动机粘接界面的疲劳损伤进行了评估。试验与仿真结果表明,推进剂粘接界面应力幅值和疲劳破坏次数的自然对数满足指数型方程,并且在给定舰载条件下发动机海上战备值班一年的寿命比仓库贮存时至少降低8.62%.针对固体火箭发动机在舰船运动影响下损伤难以评估的问题,以某固体火箭发动机为例,建立了摇摆载荷作用下发动机药柱粘接界面的疲劳损伤评估方法。通过推进剂粘接界面定应力往复剪切试验获得了其粘接界面的疲劳损伤特性;利用有限元分析方法计算得到了发动机界面剪切应力较大部位的应力谱;运用雨流计数法和Miner线性累积损伤原理对发动机粘接界面的疲劳损伤进行了评估。试验与仿真结果表明,推进剂粘接界面应力幅值和疲劳破坏次数的自然对数满足指数型方程,并且在给定舰载条件下发动机海上战备值班一年的寿命比仓库贮存时至少降低8.62%.     

随机振动载荷下发射装置尾罩疲劳寿命分析

针对发射装置尾罩在随机振动试验中可能存在的疲劳破坏问题,采用有限元法对其随机振动疲劳寿命进行了预计。分析了频率响应,得到结构的应力传递函数。结合5A06铝合金的S-N曲线和加速度PSD激励,采用Dirlik法计算了尾罩随机振动疲劳寿命,结果满足随机振动试验的考核要求。     

变幅加载条件下的疲劳寿命预测

在疲劳累积损伤分析的基础上得出了对数累积损伤模型，阐明了变幅加载条件下疲劳损伤的累积特征和寿命预测方法。对数累积损伤模型作为—个失效判据，已在某中口径自动舰炮输弹簧的疲劳寿命预测中得到较满意的应用。研究表明，应力水平改变时，损伤因子D发生不连续变化是导致加载顺序效应的重要原因。     

基于超声技术的齿轮残余应力测量方法研究

齿轮是机械传动中最重要的零部件之一,被广泛应用于各类军用和民用机械装备中。国防工业的发展对齿轮传动的使用寿命、传动效率、可靠性等都提出了越来越高的要求。齿轮在服役使用过程中经常发生齿轮的失效,失效的模式多为轮齿齿面的疲劳点蚀和根部疲劳断裂,失效的现象严重影响了装备的传动性能以及可靠性。引起这两种失效的主要原因是工作过程中的疲劳,而残余应力是引起疲劳失效的主要原因之一。由于齿轮的形状复杂,轮齿空间狭窄,传统方法很难准确、快速地进行齿轮残余应力的测量。提出了利用超声临界折射纵波测量齿轮残余应力的方法,研究了临界折射纵波在齿面及齿根附近的传播规律、设计了用于齿轮残余应力测量的传感器和自动化测量装置。研究结果表明,采用超声临界折射纵波法能够实现齿轮残余应力的准确、快速测量。     

机枪自动机抗过载特性研究

机载、车载、舰载机枪的设计与陆用武器不同的关键在于必须保证在搭载平台不同方向加速度条件下均能完成射击动作。用自动武器动力学理论和试验相结合的方法对机枪的抗过载特性进行了系统研究,建立了系统的动力学模型,对各种过载条件下自动机与枪身的运动进行了分析。以某机载机枪为例,算出了各阶段的运动参数,由此可推断机构动作的可靠性。研究结果表明：分析计算结果与试验测试数据基本一致,证明了所建理论模型和分析方法的正确性。     

某自动步枪闭锁机构强度寿命分析

为寻求一种有效而准确的寿命计算方法,以某自动步枪为例,对其闭锁机构强度寿命进行分析。利用 ABAQUS 有限元软件对闭锁机构进行分析,运用雨流计数法对所得数据进行处理,并采用循环应力应变曲线方程和 修正的诺伯法计算出局部应力应变,根据疲劳损伤定律和Miner 线性疲劳累积损伤理论对枪械闭锁机构疲劳寿命进 行计算。研究结果表明：该方法能够节省枪械机构在研制过程中的经费和试验时间,与现有方法相比,能得到更为 准确的预测结果,对研究自动步枪闭锁机构强度寿命有一定的参考价值。     

多自由度武器系统的碰撞方程

在作者已导出的具有干摩擦的自动武器动力学方程的基础上，本文进一步导多自由度武器系统的碰撞方程。当已知系统各参量及碰撞前系统的广义速度时，可用按该碰撞方程编成的计算机程序，方便地求得碰撞后系统的广义速度及有关冲量。文末有例题及计算结果。     

静载和疲劳载荷共同作用下的结构可靠性分析

对在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统中的各失效元件的失效时间进行研究。首先,分析了失效路径中第一个失效元件的静载失效和疲劳失效时间,建立了两种失效时间下的安全余量方程,分别计算两种失效模式下的可靠性指标。通过对比两个可靠性指标的大小,得出了第一个元件的失效模式和失效时间。其次,在第一个失效元件失效时间的基础上,分析了失效路径中未失效元件的剩余强度和累积损伤,从而得出了失效路径中各元件的失效时间,为建立安全余量方程提供了合理的表达式。通过算例表明,本文方法符合工程实际,为在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统的可靠性分析提供了一个合理的方法。     

整体铝缸盖疲劳可靠性控制

可靠性研究的目的不仅在于评估 ,更重要的是实现可靠性控制。本文通过整体铝缸盖可靠性控制研究 ,提出了复杂部件结构疲劳可靠性研究的方法与技术途径 ,能够有效地进行复杂结构部件的可靠性分析与控制。充分利用长期以来在疲劳及可靠性研究中积累起来的丰富资料和数据 ,应用模糊可靠性理论、借助结构仿真手段进行的标准化试验及实际工作构件的失效分析确定更为科学的技术途径 ,使复杂结构部件的可靠性分析和寿命预测更加符合实际。     

基于特征的自动武器关重件数控加工工艺建模研究

针对自动武器关重件数控加工通用性低,手动编程效率低等问题,设计一种基于特征的自动武器关重件数控加工工艺建模方法。以自动武器某枪管弹膛特征数控加工为研究对象,以 UG/NX 为研究平台,通过分析某枪管的CAD文件及其加工工艺,用UG平台的加工知识编辑器进行二次开发,建立自定义加工特征,并与自定义工艺规则相关联,利用 UG 数控加工的特征识别及提取功能,对自定义某枪管弹膛工艺特征进行识别并提取,并得到加工工艺,从而实现快速数控设计、加工一体化。分析结果表明：该方法实现了自动武器枪管弹膛的数控加工的模拟,最大程度地为自动武器行业数控编程者提供便捷。     

高强化柴油机活塞加速热疲劳与等效寿命评估方法

针对高强化柴油机中的活塞在实机状况下热疲劳寿命难预测的问题,提出采用加速热疲劳方法的部件模拟试验寿命来预测活塞的实机寿命。基于临界面法,循环计算得到活塞在实机工作条件下和部件模拟条件下的仿真寿命结果,并运用活塞加速热疲劳试验数据对仿真的寿命数据进行验证,得到的寿命仿真计算值与试验值一致性较好,验证了临界面法的精确性;通过损伤等效分析,确定活塞实机标定工况下的寿命与台架寿命之间的关系;采用非线性拟合的方法,得到部件模拟条件试验条件下循环寿命与加载时间、最高温度之间的关联式。研究结果表明：在实机工况和部件模拟试验条件下,仿真计算得到活塞最先发生疲劳破坏的位置为喉口区域,说明二者的失效区域和失效特征具有一致性;在活塞喉口最高温度为408.6 ℃时,得到活塞实机标定工况下的寿命是部件模拟条件下的21.2倍;在活塞部件模拟条件下,最高温度相同时,活塞寿命随加热时间的减小而减小;加热时间相同时,活塞寿命随最高温度的增加而减小;根据拟合的关联式,得到活塞发生破坏时的活化能为61.5 kJ/mol。