枪管基体组织对枪管寿命的影响

为了探明枪管基体组织对枪管损伤速率影响的机理,对比研究了两种不同基体组织枪管在射击过程中的损伤表现。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对枪管基体组织进行表征,通过碳复型、相分析对枪管基体组织进行分析。结果表明,低硬度枪管损伤速率大于高硬度枪管,导致前者寿命较低。出现这一结果的原因是：一方面低硬度枪管内表面发生了较大的塑性变形,导致内径扩大速率增加,寿命缩短;另一方面高硬度基体碳化物分布较为细小、弥散,抑制裂纹形核扩展能力大于低硬度基体。     

枪管结构对固有频率的影响

为了研究枪管结构对枪管固有频率的影响,针对枪管尤其是狙击枪管设计中约束长度、枪管外形、膛口装置以及膛线等不同结构,建立了相应的三维模型。采用以六面体为主的网格对枪管进行了网格划分,采用有限元方法对枪管进行了模态分析。计算获得了不同结构枪管的固有频率; 通过比较,得到了不同枪管结构对固有频率的影响。分析结果表明:枪管尾部螺纹长度越长,枪口振动幅度越低; 相同质量枪管,锥形外形枪管刚度最好; 加装膛口装置对枪管刚度和振动特性有不利影响。     

枪管污染和发热对狙击步枪射击精度的影响

为研究高精度狙击步枪在训练和作战使用时,由于射击导致枪管污染和发热后,枪械再次射击时的射击精度变化情况,以国内已经大量装备的某型7.62 mm高精度狙击步枪为研究对象,制定实验方案,在室内靶场100 m射击距离上,采用精度射击试验台对某型7.62 mm高精度狙击步枪进行射击精度试验,分析枪管污染程度和温度随射弹量的变化规律,探讨枪管污染和发热对高精度狙击步枪射击精度的影响。结果表明：射弹量在1个弹药基数内,随着射弹数的增加,高精度狙击步枪枪管内膛污染加重,枪管温度明显升高,但显著低于小口径步枪;无论是枪管污染加重还是枪管温度升高,对高精度狙击步枪100 m射距处的射击精度均无明显影响。用户不需要在1个弹药基数内频繁擦拭枪管,也不需要分别在冷、热枪管状态下进行射校矫正。     

某型机枪枪管的结构优化设计

为了提高武器的射击精度,以某型机枪枪管为研究对象,建立枪管的有限元分析模型和以刚度与重量为目标的枪管多目标优化模型。该模型基于对枪管结构优化的分析以及枪管设计时的多目标要求,采用多目标遗传算法与有限元计算相结合的优化算法对枪管进行多目标优化,获得了枪管结构优化方案。实验结果表明:优化后枪管的固有频率提高了12.9%,最大应变量则减小了19.59%,枪管的综合性能有所提高。     

某机枪枪管內膛损伤特征

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿轴向可分为剥落区、过渡区和磨损区。从剥落区至磨损区,膛线起始损伤从阴线逐渐向阳线转变。剥落区和磨损区的损伤速率均较高,而过渡区的损伤速率相对缓慢。在剥落区,射弹量为全寿命的27%时阴线出现大块Cr层掉落,射弹量为全寿命的55%时Cr层已完全剥落。在磨损区,射弹量为全寿命的7%时阳线导转侧已发生明显磨损,射弹量为全寿命的7%增至14%时内径从12.69 mm升至12.75 mm.     

大口径机枪枪管寿命趋势分析

为研究某单管高射机枪枪管寿命趋势,进行了枪管综合寿命试验和数据采集,获得了一套完整的性能衰减数据.对采集的数据进行整理,结合历年来生产验收的试验数据,分析了初速下降率、散布精度、枪管烧蚀和膛口尺寸随射弹数的变化规律及产生的原因,获得了关于该大口径机枪枪管寿命变化趋势及其影响枪管寿命因素的新认识,为该大口径机枪的验收、使用与维护规范的修改及改型设计提供了试验依据.     

某型手枪枪管开裂的失效分析

本文通过对某型手枪枪管开裂处断口的宏观和微观形貌分析，结合对断口微区化学成分种类和含量的测定，判断出该开裂失效的质量问题是由于枪管生产中的工艺错误而导致的应力腐蚀所致，并以此提出了改进措施。     

高精度枪管检测仪

针对狙击步枪对枪管高精度检测需要,从实际出发,提出了采用“枪管变刚度浮动缓冲技术”的检测装置,以加强对枪管固有精度的筛选．并从检测仪工作原理、解决的主要技术难题和高精度枪管固有精度指标值确定等方面,详细阐述了高精度枪管检测仪的检测机理,填补了国内外有关高精度枪管检测方面的空白,为枪械产品精度深入研究提供了有力支持．     

机枪连续射击时枪管温度的测试及膛面温度的推算

本文提出用铠装式热电偶测试机枪连续射击时枪管壁内及外表面温度的方法。并根据枪管横断面温度场的特性,提出了膛面温度的推算方法。本方法的优点是不需破坏枪管,使甩方便,已成功地用于多种机枪。     

对复合枪管力学模型的探讨

以承受内压作用的多层圆管为研究对象，依据弹性力学及正交各向异性材料三维弹性理论，建立了多层圆管的力学模型，探讨了分析多层圆管各层应力的方法，确定了多层圆管强度设计准则，从而为设计复合枪管提供有效的理论依据。     

金属内衬对复合材料身管热性能影响分析

采用金属内衬外部缠绕纤维增强复合材料,可以减轻纯金属身管质量,提高身管刚度。为了详细分析复合材料身管金属内衬对身管热性能影响,运用有限差分法建立了武器发射时复合材料身管瞬态数值传热模型,并结合多个设计方案编制通用程序对金属内衬影响复合材料身管热性能进行数值定量分析。结果表明金属内衬厚度对于复合材料身管的传热性能有很大的影响,内衬层越厚对提高复合材料身管热性能越有利,但影响减重,因此在复合材料身管的综合优化设计中必须有重点综合考虑。     

火炮身管温差热弯曲的仿真与计算

在太阳照射下,火炮身管上下表面可产生约6℃的温差,使得身管产生较大的热弯曲,从而影响火炮的射击精度。在一定简化的基础上,利用ANSYS软件,建立了在太阳照射下身管上下表面温差的有限元模型,求解出了身管温度场。通过对太阳辐射载荷瞬态和温度载荷稳态分析计算,得出可以用温度载荷代替辐射载荷求解弯曲度的结论。进一步计算出不同温度、温差下的身管弯曲度,并建立了数据库,从而给出了一种通过测到的身管壁温度而得出身管弯曲度的插值计算方法,为修正火炮射击提供重要参考。     

瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤研究

复合材料身管的损伤除了具有传统金属身管的损伤模式外,还包括复合材料层的损伤,金属层与复合材料层间界面损伤;针对该问题,采用有限元法对瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤进行数值模拟,讨论影响复合材料身管损伤的因素,主要研究不同结构设计参数对复合材料身管损伤的影响;不同载荷工况下复合材料身管的损伤模式;这些研究对于提高含金属内衬复合材料结构的安全性和寿命,拓展复合材料结构的应用有着重要的意义。     

锆基非晶活性材料动态力学性能及本构关系

为了获得新型锆基非晶活性材料在动态加载条件下的力学性能及本构关系,采用压力渗透铸造法制备得到锆基非晶活性材料样品,借助分离式霍普金森压杆实验测量系统对其进行了不同应变率加载条件下的动态压缩实验,获得了应变率在300～1600 s-1范围内材料的应力-应变曲线,利用高速摄影观察记录了不同应变率条件下试件的破碎以及释能过程.结果表明:锆基非晶活性材料性能表现为脆性材料特征,应力-应变曲线不存在屈服阶段,且当应变率由947 s-1上升至1587 s-1时,材料抗压强度由2.71 GPa上升至2.78 GPa,增幅较小,约为2.6％,而断裂应变由0.032下降至0.028,下降12.5％;材料的破碎程度以及释能反应现象随应变率增加较为明显,当加载应变率较大时,材料破碎过程中存在应变软化现象;根据实验数据,拟合得到了锆基非晶活性材料断裂失效前的一维弹脆性损伤动态本构方程.     

TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能

为分析TATB基高聚物粘结炸药(PBX)在高温状态下的性能变化,对该高聚物粘结炸药在不同温度下的压缩性能、拉伸性能、蠕变性能及泊松比进行了测试,并采用扫描电子显微镜对其高温蠕变断面形貌进行了观察。结果表明,该高聚物粘结炸药的压缩强度、拉伸强度、抗蠕变持久应力及持久时间均随温度升高而降低,其泊松比随温度升高无明显变化; 在高温70 ℃、拉伸应力为3 MPa下,该PBX拉伸蠕变破坏模式主要为炸药颗粒与粘结剂脱粘,而在相同拉伸应力、温度为50 ℃和60 ℃下,其拉伸蠕变破坏模式还表现为炸药颗粒断裂。     

单螺杆机筒结构对发射药挤出过程影响研究

为提高产品质量与生产安全性,对某发射药单螺杆挤出成型过程进行分析。采用有限元方法分别对光滑 机筒单螺杆挤出机与开槽机筒单螺杆挤出机内发射药的挤出成型过程进行数值模拟,对比流场内的输送速度、最大 压力、混合指数和粘性热,分析不同机筒结构对输送效率、混合效果与安全性能的影响。结果表明：与光滑机筒单 螺杆挤出机相比,开槽机筒单螺杆挤出机的输送性能与混合效果更好;槽数为6,槽深为2～3 mm 的开槽机筒为最 优结构。     

机枪身管常温综合寿命试验技术研究

针对一直以来枪械寿命试验均采用全寿命射弹、试验周期长、弹药消耗过大等问题,在试验研究基础上 对机枪枪管寿命影响因素进行了综合分析,初步确定了进行加速寿命试验研究所需的试验条件及初步试验方案;通过大量、系统的机枪加速寿命试验研究及数据分析,提出了可大幅度减少试验用弹消耗的机枪加速寿命试验方案,为机枪加速寿命试验技术与应用研究奠定了基础。     

高速侵彻战斗部壳体材料动态力学性能研究

利用分离式霍普金森压杆对3种高速侵彻战斗部壳体材料的动态力学性能进行了研究,得到了3种壳体材料在高应变率条件下的力学性能,同时拟合出了3种材料各自的本构方程,为数值模拟和高速侵彻战斗部壳体材料的优选奠定了基础。     

复合材料身管烧蚀与寿命问题的研究

借助膛内存在的包含气流对身管摩擦和传热的不稳定准一维流,以及复合材料身管管壁内的径向热传导关系,运用MacCormack有限差分格式,计算了武器连发时对流传热引起的复合材料身管膛壁的峰值温度和整个复合材料身管的温度场,并由此估算因热原因引起的复合材料身管的烧蚀量,从而进一步预测其寿命。并且结合了多个设计方案对复合材料身管的烧蚀和寿命预测进行了对比研究,为复合材料身管的综合设计提供了重要的参考价值。