5.8mm自动武器身管寿命预测及可靠性分析
发布时间：2023-04-10 22:20
身管是自动武器的核心零部件之一,其寿命的长短直接影响整个武器的寿命,因此具有重要的研究的价值和意义。本文以某自动武器身管为研究对象,结合内弹道学、概率统计、弹塑性力学、有限元法、可靠性和遗传算法等多学科理论和技术,对5.8mm某型自动武器身管寿命及其可靠性进行分析和研究。本文主要研究内容如下:(1)从武器身管失效机理出发,结合电镀硬Cr制备身管内膛材料的SEM表面形貌与裂纹测试结果,研究身管内膛失效过程、身管疲劳失效模型和疲劳失效模式。(2)分析建立自动武器射击时身管瞬态传热模型,对身管径向温度场和应力进行数值分析,分别计算分析单发和连发射击时身管温度场和应力场分布规律和变化情况;(3)根据数值的计算结果,确定身管的危险部位,采用局部应力-应变法和雨流计数法确定危险部位的疲劳载荷谱,运用疲劳载荷谱和线性累积损伤理论对身管疲劳寿命进行预测,并经综合分析最终得到预测的身管寿命值,并将得到身管寿命并与试验结果进行对比;(4)遵循身管寿命服从Weibull分布的规律,结合身管寿命射击试验数据,使用线性回归估计和最小二乘法计算Weibull分布函数的两个重要参数,最终确定身管寿命分布函数的表达式...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 身管寿命的国内外研究综述
1.2.2 身管温度场和应力场国内外研究现状
1.2.3 Weibull分布在可靠性分析中的国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 自动武器身管失效机理分析及试验研究
2.1 概述
2.2 身管内膛材料的制备
2.3 身管内膛失效过程及试验结果分析
2.3.1 内膛镀铬层-钢基体失效过程分析
2.3.2 镀铬层裂纹的产生和扩展
2.3.3 镀铬层脱落过程分析
2.4 身管疲劳失效模式及失效模型
2.4.1 铬层疲劳失效模型
2.4.2 自动武器身管疲劳模型
2.5 本章小结
第3章 身管温度及应力场分析
3.1 概述
3.2 自动武器身管工作过程
3.3 自动武器身管瞬态温度场分析
3.3.1 建模要点
3.3.2 建模简化
3.3.3 材料模型的设置
3.3.4 边界条件
3.3.5 截面的选取
3.3.6 单发射击时身管瞬态温度场分析
3.4 自动武器身管热载荷和膛压耦合作用分析
3.4.1 身管应力基本方程
3.4.2 边界条件
3.4.3 连发射击时瞬态温度场
3.4.4 身管应力计算结果及分析
3.5 本章小结
第4章 身管寿命预测分析与计算
4.1 概述
4.2 雨流计数法在材料疲劳寿命分析中的应用
4.2.1 雨流计数法的基本原理
4.2.2 雨流计数法的应用
4.3 局部应力应变
4.3.1 疲劳寿命计算方法
4.3.2 滞回行为
4.3.3 滞回环
4.3.4 Neuber法
4.3.5 修正的Neuber法
4.3.6 自动武器寿命研究具体方法
4.4 身管疲劳寿命的分析与计算
4.4.1 身管危险截面应力应变计算
4.4.2 身管循环应力下的疲劳寿命的计算
4.4.3 基于疲劳累积损伤理论的疲劳寿命计算
4.4.4 身管寿命计算结果分析
4.5 寿命预测结果与试验结果对比分析
4.6 本章小结
第5章 身管寿命可靠性分析
5.1 概述
5.2 Weibull分布模型及其特性
5.3 Weibull参数估计方法
5.3.1 参数估计的图解法
5.3.2 线性回归估计法
5.3.3 极大似然估计法
5.4 可靠性特征量的计算
5.4.1 可靠度
5.4.2 累积失效概率
5.4.3 失效率函数
5.4.4 平均寿命
5.5 身管寿命分布函数参数估计及可靠性分析与计算
5.5.1 基于最小二乘法和寿命试验的身管寿命分布函数
5.5.2 可靠性指标的计算
5.6 本章小结
第6基于遗传算法的身管寿命分布参数优化
6.1 概述
6.2 遗传算法简介
6.3 遗传算法的运行参数
6.4 遗传算法的优越性
6.5 遗传算法优化模型的建立和优化步骤
6.5.1 确定目标
6.5.2 设计变量
6.5.3 遗传算法优化的主要流程[100]
6.6 身管寿命分布函数的参数优化
6.6.1 参数优化的重要步骤
6.6.2 优化计算结果
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3788832
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 身管寿命的国内外研究综述
1.2.2 身管温度场和应力场国内外研究现状
1.2.3 Weibull分布在可靠性分析中的国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 自动武器身管失效机理分析及试验研究
2.1 概述
2.2 身管内膛材料的制备
2.3 身管内膛失效过程及试验结果分析
2.3.1 内膛镀铬层-钢基体失效过程分析
2.3.2 镀铬层裂纹的产生和扩展
2.3.3 镀铬层脱落过程分析
2.4 身管疲劳失效模式及失效模型
2.4.1 铬层疲劳失效模型
2.4.2 自动武器身管疲劳模型
2.5 本章小结
第3章 身管温度及应力场分析
3.1 概述
3.2 自动武器身管工作过程
3.3 自动武器身管瞬态温度场分析
3.3.1 建模要点
3.3.2 建模简化
3.3.3 材料模型的设置
3.3.4 边界条件
3.3.5 截面的选取
3.3.6 单发射击时身管瞬态温度场分析
3.4 自动武器身管热载荷和膛压耦合作用分析
3.4.1 身管应力基本方程
3.4.2 边界条件
3.4.3 连发射击时瞬态温度场
3.4.4 身管应力计算结果及分析
3.5 本章小结
第4章 身管寿命预测分析与计算
4.1 概述
4.2 雨流计数法在材料疲劳寿命分析中的应用
4.2.1 雨流计数法的基本原理
4.2.2 雨流计数法的应用
4.3 局部应力应变
4.3.1 疲劳寿命计算方法
4.3.2 滞回行为
4.3.3 滞回环
4.3.4 Neuber法
4.3.5 修正的Neuber法
4.3.6 自动武器寿命研究具体方法
4.4 身管疲劳寿命的分析与计算
4.4.1 身管危险截面应力应变计算
4.4.2 身管循环应力下的疲劳寿命的计算
4.4.3 基于疲劳累积损伤理论的疲劳寿命计算
4.4.4 身管寿命计算结果分析
4.5 寿命预测结果与试验结果对比分析
4.6 本章小结
第5章 身管寿命可靠性分析
5.1 概述
5.2 Weibull分布模型及其特性
5.3 Weibull参数估计方法
5.3.1 参数估计的图解法
5.3.2 线性回归估计法
5.3.3 极大似然估计法
5.4 可靠性特征量的计算
5.4.1 可靠度
5.4.2 累积失效概率
5.4.3 失效率函数
5.4.4 平均寿命
5.5 身管寿命分布函数参数估计及可靠性分析与计算
5.5.1 基于最小二乘法和寿命试验的身管寿命分布函数
5.5.2 可靠性指标的计算
5.6 本章小结
第6基于遗传算法的身管寿命分布参数优化
6.1 概述
6.2 遗传算法简介
6.3 遗传算法的运行参数
6.4 遗传算法的优越性
6.5 遗传算法优化模型的建立和优化步骤
6.5.1 确定目标
6.5.2 设计变量
6.5.3 遗传算法优化的主要流程[100]
6.6 身管寿命分布函数的参数优化
6.6.1 参数优化的重要步骤
6.6.2 优化计算结果
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：3788832
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