速射武器身管的疲劳寿命可靠性研究及退化分析

发布时间：2021-04-12 04:04

　　本文以某高射机枪身管作为研究对象,研究了身管在高瞬态、强载荷、极端环境中的热—弹耦合场、疲劳寿命及其可靠性情况,主要研究内容如下：揭示了身管的失效机理,分析了镀铬身管铬层剥落的原因。在身管界面边缘疲劳模型的基础上建立了身管疲劳寿命的预测模型。建立了某高射机枪身管热—弹耦合作用下的有限元模型,通过计算深入分析了发射过程中高频循环热载荷和动态膛压对身管的综合作用情况及作用规律,进一步揭示了热载荷与膛压加速身管破坏的机理,为对身管进行疲劳寿命预测做了准备。采用“身管镀铬层与基体结合部疲劳寿命的身管寿命预测模型”进行了系统的分析与寿命计算,证实了这种寿命预测模型的正确性,为机枪身管寿命的预测提供了理论与方法。探讨了应变疲劳的局部应力应变的随机响应,提出了近似的多项式拟合法,求得了局部应力应变的统计特性。并对三种改进的Miner准则进行了适用性方面的分析,得知随机Miner准则能够合理地反映损伤累积的随机性。最后建立了疲劳寿命的一阶近似多项式,获得了疲劳寿命的均值和方差。在对身管进行特性分析的基础上,选取弹丸初速与内膛烧蚀磨损量为性能退化参数,开展试验并获取在一定条件下的性能退化数据。最后,应用... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的研究背景及意义
    1.2 相关问题国内外研究综述
        1.2.1 身管寿命的国内外研究综述
        1.2.2 身管温度场与应力场模拟国内外研究综述
        1.2.3 结构疲劳可靠性问题国内外研究综述
        1.2.4 多性能参数可靠性问题国内外研究综述
    1.3 本文的主要工作
2 身管失效机理及失效物理模型概述
    2.1 身管失效机理分析
        2.1.1 铬层开裂的原因
    2.2 身管疲劳模型的建立
        2.2.1 身管界面边缘疲劳模型的建立
        2.2.2 身管疲劳模型
    2.3 结构疲劳寿命估算方法
    2.4 身管疲劳寿命的研究方案
    2.5 本章小结
3 基于身管热弹耦合的温度场与应力场分析
    3.1 概述
    3.2 速射武器身管的有限元模型
        3.2.1 身管有限元模型建立的要领
        3.2.2 模型的基本假设和简化
    3.3 边界条件与参数计算
        3.3.1 内壁边界条件的确定
        3.3.2 外壁边界条件的确定
        3.3.3 边界条件中主要参数的计算
    3.4 材料性能与物性参数
    3.5 射击规范的制定
    3.6 计算方法
    3.7 身管耦合温度场的计算结果与分析
    3.8 身管耦合应力场计算结果与分析
    3.9 本章小结
4 身管的疲劳寿命预测
    4.1 概述
    4.2 局部应力应变分析
        4.2.1 雨流计数法
        4.2.2 局部应力应变的计算
        4.2.3 身管疲劳寿命的估算
        4.2.4 疲劳累积损伤理论
    4.3 本章小结
5 身管疲劳寿命的可靠性分析
    5.1 概述
    5.2 局部应力应变的随机性分析
        5.2.1 概率诺伯法
        5.2.2 某高射机枪身管的局部应力-应变随机性分析
    5.3 随机疲劳累积损伤理论
        5.3.1 随机疲劳累积损伤理论的近似方法
        5.3.2 变幅应变疲劳的近似方法
        5.3.3 某高射机枪身管的寿命可靠性分析
    5.4 本章小结
6 应用多性能参数退化数据评估身管寿命可靠性
    6.1 概述
    6.2 多性能退化数据分析的基本理论及方法
        6.2.1 本章涉及的基本符号及含义
        6.2.2 模型的假设条件
        6.2.3 多性能参数退化数据分析的一般模型
        6.2.4 多性能参数退化数据分析方法的程序设计
    6.3 身管的可靠性模型及参数估计方法
        6.3.1 身管性能退化参数及失效判据
        6.3.2 身管的可靠性模型及参数估计方法
    6.4 试验数据分析案例
        6.4.1 身管退化数据轨迹
        6.4.2 评估结果及讨论
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3132579