枪械复进弹簧试验机结构设计与仿真

发布时间：2020-08-15 20:12

【摘要】：枪械复进簧疲劳试验机是对力加载的实验设备,是通过对复进簧施加周期的力,从而达到能够测试复进簧疲劳寿命的目的。本文以56式7.62mm冲锋枪复进簧为例,对工作时的复进簧的加载特性、运动特性和疲劳破坏形式进行了分析,重点是疲劳试验机结构的设计,并对此结构进行仿真。本文主要做了以下几个工作:使用UG软件建立了56式7.62mm冲锋枪复进簧三维模型,在此模型的基础上对复进簧工作过程中的结构形式,受力情况,运动状态,以及影响复进簧疲劳失效模式进行分析,得到复进簧材料的疲劳曲线以及复进簧疲劳曲线。依据所得出的复进簧材料疲劳曲线以及复进簧疲劳曲线,使用ABAQUS软件对复进簧复进和后坐阶段进行显示动力学分析,使用ncode对其进行疲劳寿命仿真,得到其疲劳寿命和累计损伤值。根据枪械复进簧在工作中的加载和受力情况,凸轮机构与类曲柄滑块机构两种加载方式进行比较分析,确定弹簧试验机采用类曲柄滑块加载机构,用UG软件建立弹簧试验机零件的三维模型,并对其进行装配。建立模拟枪机在复进、撞击和后坐过程的动力学模型,计算出气室压力对活塞的功率曲线,得到试验机所需要的最大功率。使用ADAMS软件对疲劳试验机进行仿真,得到了试验条件下56式7.62mm冲锋枪复进簧的工作过程以及运动参数。经与该复进簧实弹射击的测试结果比较可以看出,复进簧工作过程中冲击端的特征点的速度与测试结果具有较好的一致性,说明采用所设计的试验机可以较为真实地模拟复进簧的工作过程,因此本试验机可用于复进簧的疲劳寿命实验。理论分析表明,所设计的复进簧疲劳寿命试验机可以较真实地模拟复进簧的工作过程,可用于复进簧的疲劳寿命试验。通过调整试验机结构参数,该试验机可用于同类复进簧的试验。研究结果对复进簧疲劳寿命试验机的研制具有一定的指导意义。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ206
【图文】：

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中北大学学位论文2 枪械复进簧运动特性分析枪械复进簧在工作过程中，受到枪机对其不同变应力的作用，因而会造成其疲劳断裂，从结构尺寸和物理、化学因素，分析考虑其产生疲劳的原因。本章首先对复进簧进行受力分析，确定复进簧工作过程中所收到的力和力矩，根据复进簧工作过程中的运动特点和受力特点，来分析复进簧最终失效的形式。2.1 枪械复进簧的结构形式圆柱螺旋弹簧在自动武器中常做枪械复进簧、击发簧、抽壳钩簧等。圆柱螺旋簧的形状和结构如图 2.1 所示：

圆柱螺旋弹簧,应力分析,受力分析,弹簧

图 2.2 圆柱螺旋弹簧的受力分析及应力分析螺旋簧的螺旋升角的角度一般是 5°～9°，因此sinα 0，cosα 1.则截面 B—B上的应力为： ∑= = 24 2 316（2.1）=4 2(12 )=4 2（1 2c）式中，c = ;c—是螺旋比，c 的取值范围是 4～16，常用值是 5～8。从图中得知，最大应力发生的地方是弹簧丝截面内侧的 m 点，所以一般弹簧发生破坏也是在这一点，弹簧丝内侧的最大应力即强度条件可表示为：

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图 2.3 应力循环参数各个参数之间的关系如下所示：τm[x= τmτ[τm[x= τmτ[τm= (τm[xτmin) 2τ[= (τm[xτmin) 2 材料疲劳曲线（即 S—N 曲线）在材料的疲劳特性中，描述其曲线的是材料疲劳特征曲线（即 S—N 曲线）的应力，N 复进簧的寿命，这个曲线一般表示的是复进簧的中值寿命跟所的关系。复进簧在拉伸的试验中，应该使用试验程序和结果的不同处理方合的方法得到复进簧的 S—N 曲线，此次选择复进簧的材料为硅锰钢，查看

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