复合材料枪管的理论及应用研究
发布时间：2021-06-15 00:00
枪管是自动武器的主要构件,在自动武器所有组件中,它的质量所占权重较大,因此,枪管轻量化技术在自动武器减重设计中占有极为重要的地位。改进枪管结构、采用轻量化材料是枪管轻量化的有效途径。目前对轻量化炮管的力学性能及温度特性研究已经较为深入,轻量化炮管已进入广泛应用阶段。与炮管相比,枪管具有管壁薄、承受连发冲击、热容量小等特点。因此,炮管的轻量化技术对枪管的轻量化设计具有一定的借鉴价值,却不能照搬应用到枪管中来。本文主要研究内容及结论体现在以下几个方面：1.基于复合材料细观分析理论,采用细观解析分析法和有限元分析法,分别导出了各向异性混杂复合材料宏观性能参数（宏观热膨胀系数、宏观弹性常数、宏观导热系数）的预测方法和预测模型。2.基于连续损伤力学理论和扩展的蔡-吴失效准则,采用以能量为基准的刚度退化方法预测了钢-碳纤维/聚酰亚胺复合材料枪管的渐进破坏模式和破坏过程。破坏模型考虑了碳纤维/聚酰亚胺复合材料的三种破坏模式：纤维断裂,聚合物基体损伤和界面剪切失效。同时采用该模型预测了复合材料枪管的屈服内压和爆破内压。并采用曲线拟合优化法,对纤维缠绕角进行了高效的优化。3.论文提出将分段缠绕法应用于复...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
samMay提出的碳纤维缠绕枪管示意图
2.2.3有限元法微观力学模型本文基于商业FEA软件ANSYS，采用间接法计算武器身管的混杂复合材料径向热膨胀系数。如图2.2一2.3所示，本文采用有限元建模的方法建立了混杂复合材料基体和整体的特征体单元。聚合物颗粒 lllll \\\\\图2.2基体特征体单元结构基体纤维图2.3整体特征体单元结构
一，}2(‘+v。)(Vm‘一‘)Zvm，+v。一l一(l+v。)/c玲v，乓/E，n马‘凡+(‘一。价)‘)Geier模型也经常被德国文献引用[68]:「，、v__十v，E/E_〕，一~了，.1~。.，~~，、，，’JmJ，了厂l，1Tl龟以22=以厂Ff十1LLm个气“m一以必)万丁一下万下下丁下一丁不一又犷了}、且一犷了)LF，+、i一F，乙。‘乙声)J0)Kemer考虑了复合材料相间的剪切效应，提出了颗粒弥散复合公式[69]:。_。_+。。a;一a二、!-玉(兰兰望国坦三二玉业生卫竺遭‘”’{(3乓+4am)La气Gm(乓一Em)十3E。乓+“Gm凡」限元法微观力学模型基于商业FEA软件ANSYS，采用间接法计算武器身管的混杂复。如图2.2一2.3所示，本文采用有限元建模的方法建立了混杂复征体单元。
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料身管动态特性分析[J]. 王加刚,徐亚栋. 四川兵工学报. 2010(02)
[2]基于VB和ANSYS接口的曲轴有限元模型自动生成系统[J]. 刘荣昌,孙华东,马淑英,陈立东,薛隆泉. 河北科技师范学院学报. 2009(04)
[3]有限元法预测复合材料的有效弹性模量[J]. 刘旭东,张劲松. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2009(02)
[4]含孔复合材料层合板轴向拉伸三维有限元渐进失效分析[J]. 鲁国富,刘勇,张呈林. 南京航空航天大学学报. 2009(01)
[5]基于热效应的复合材料身管强度分析[J]. 陈龙淼,钱林方. 南京理工大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]金属内衬对复合材料身管热性能影响分析[J]. 陈龙淼,钱林方. 兵工学报. 2008(11)
[7]缠绕复合材料力学特性研究进展[J]. 李俭,温卫东,崔海涛. 材料科学与工程学报. 2008(03)
[8]细观力学法预测单向复合材料的有效热膨胀系数[J]. 熊璇,吕国志,吕毅. 强度与环境. 2008(02)
[9]复合材料身管非线性热弹性有限元分析[J]. 徐亚栋,钱林方,陈龙淼. 兵工学报. 2007(12)
[10]计算复合材料有效弹性模量的重心有限元方法[J]. 王兆清,张景涛,李淑萍. 复合材料学报. 2007(06)
博士论文
[1]复合层合枪管强度及温度场的理论分析与试验研究[D]. 张越.南京理工大学 2007
[2]复合材料身管结构分析与优化研究[D]. 徐亚栋.南京理工大学 2006
[3]复合材料身管热学性能研究[D]. 陈龙淼.南京理工大学 2005
[4]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]纤维缠绕复合材料结构刚度预测模型与力学分析方法研究[D]. 付福超.南京航空航天大学 2007
[2]材料与结构的传热性能优化设计[D]. 汪雷.西北工业大学 2006
[3]火炮射击时身管温度场测试研究[D]. 肖飞.南京理工大学 2005
[4]枪管轻量化技术研究[D]. 佘建生.华北工学院 2002
本文编号：3230485
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
samMay提出的碳纤维缠绕枪管示意图
2.2.3有限元法微观力学模型本文基于商业FEA软件ANSYS，采用间接法计算武器身管的混杂复合材料径向热膨胀系数。如图2.2一2.3所示，本文采用有限元建模的方法建立了混杂复合材料基体和整体的特征体单元。聚合物颗粒 lllll \\\\\图2.2基体特征体单元结构基体纤维图2.3整体特征体单元结构
一，}2(‘+v。)(Vm‘一‘)Zvm，+v。一l一(l+v。)/c玲v，乓/E，n马‘凡+(‘一。价)‘)Geier模型也经常被德国文献引用[68]:「，、v__十v，E/E_〕，一~了，.1~。.，~~，、，，’JmJ，了厂l，1Tl龟以22=以厂Ff十1LLm个气“m一以必)万丁一下万下下丁下一丁不一又犷了}、且一犷了)LF，+、i一F，乙。‘乙声)J0)Kemer考虑了复合材料相间的剪切效应，提出了颗粒弥散复合公式[69]:。_。_+。。a;一a二、!-玉(兰兰望国坦三二玉业生卫竺遭‘”’{(3乓+4am)La气Gm(乓一Em)十3E。乓+“Gm凡」限元法微观力学模型基于商业FEA软件ANSYS，采用间接法计算武器身管的混杂复。如图2.2一2.3所示，本文采用有限元建模的方法建立了混杂复征体单元。
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料身管动态特性分析[J]. 王加刚,徐亚栋. 四川兵工学报. 2010(02)
[2]基于VB和ANSYS接口的曲轴有限元模型自动生成系统[J]. 刘荣昌,孙华东,马淑英,陈立东,薛隆泉. 河北科技师范学院学报. 2009(04)
[3]有限元法预测复合材料的有效弹性模量[J]. 刘旭东,张劲松. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2009(02)
[4]含孔复合材料层合板轴向拉伸三维有限元渐进失效分析[J]. 鲁国富,刘勇,张呈林. 南京航空航天大学学报. 2009(01)
[5]基于热效应的复合材料身管强度分析[J]. 陈龙淼,钱林方. 南京理工大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]金属内衬对复合材料身管热性能影响分析[J]. 陈龙淼,钱林方. 兵工学报. 2008(11)
[7]缠绕复合材料力学特性研究进展[J]. 李俭,温卫东,崔海涛. 材料科学与工程学报. 2008(03)
[8]细观力学法预测单向复合材料的有效热膨胀系数[J]. 熊璇,吕国志,吕毅. 强度与环境. 2008(02)
[9]复合材料身管非线性热弹性有限元分析[J]. 徐亚栋,钱林方,陈龙淼. 兵工学报. 2007(12)
[10]计算复合材料有效弹性模量的重心有限元方法[J]. 王兆清,张景涛,李淑萍. 复合材料学报. 2007(06)
博士论文
[1]复合层合枪管强度及温度场的理论分析与试验研究[D]. 张越.南京理工大学 2007
[2]复合材料身管结构分析与优化研究[D]. 徐亚栋.南京理工大学 2006
[3]复合材料身管热学性能研究[D]. 陈龙淼.南京理工大学 2005
[4]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]纤维缠绕复合材料结构刚度预测模型与力学分析方法研究[D]. 付福超.南京航空航天大学 2007
[2]材料与结构的传热性能优化设计[D]. 汪雷.西北工业大学 2006
[3]火炮射击时身管温度场测试研究[D]. 肖飞.南京理工大学 2005
[4]枪管轻量化技术研究[D]. 佘建生.华北工学院 2002
本文编号：3230485
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