自动武器身管热力学特性研究

【摘要】目前，对自动武器精度的要求日益提高，弹丸在发射过程中，2oo(rc?3oo(rc的高温火药燃气对身管产生热冲击，而且作用时间只有几毫秒，这样会在内膛表面附近产生瞬时的动态温差效应，使内膛表面产生非常大的热应力。连发时，连续脉冲式的高温热冲击会加剧身管的热累积使身管膨胀，大的热应力加上弹丸的摩擦磨损会在内膛表面产生细小裂纹，导致射击精度降低、身管寿命减少。本文主要研究连发时脉冲式热冲击下身管的热力学特性，探索相关影响因素及规律。本文以某7.62mm冲锋枪为例，结合内弹道理论和传热学理论，采用有限元法，建立了身管热力学数值仿真模型-，并运用动力、温度位移的显式求解方法进行求解。考虑了与温度相关的材料非线性，优化了网格密度，保证了仿真的精度。在此基础上，研究了不同射速、温度脉冲峰值及峰值脉宽对身管升温、热应力、应变等热力学特性的影响。采用正交实验法分析得到了身管热力学参数对射速、连发弹丸数、温度脉冲峰值和峰值脉宽的敏感度。在进行10发连射时，温度脉冲峰值和脉宽对身管热力学特性的影响较大。进一步建立了弹丸在膛内运动的动力学等效模型，研究了弹丸的摩擦热效应以及身管机械-热親合情况下的热力学特性。摩擦热效应对身管热力学特性的影响远低于火药热冲击效应。连发时身管的热力学特性与各因素影响规律等研究成果，能够指导自动武器与弹丸的系统匹配设计。
【作者】杨光晖；
【导师】曹红松；
【作者基本信息】中北大学，火炮、自动武器与弹药工程，2014，硕士
【关键词】身管；热分析；温度场；热应力；计算机仿真；

【参考文献】
[1]陈建国,杨英杰,马范援.DMIDS:应用数据挖掘技术的网络入侵检测系统实现[J].计算机工程,2003,14:120-121+142.
[2]肖建华.论球面波波动方程[J].石油地球物理勘探,2001,02:160-172+262.
[3]朱涵娴.低频磁脉冲处理Fe（Co）-Hf-B-Cu非晶合金的热稳定性与软磁性能研究[D].东北大学,材料物理与化学,2010,硕士.
[4]赵铁军.高速铁路路基与桥梁过渡段问题的研究[D].辽宁工程技术大学,建筑与土木工程,2004,硕士.
[5]葛耿育.基于异形轮组合的小型机器人越障性能研究[D].西南大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[6]陈盛福.基于视觉的无人机自动着陆相关技术研究[D].沈阳理工大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[7]蒋宇.轨道交通影响下的武汉市商业空间结构演变研究[D].湖南大学,建筑学,2011,硕士.
[8]谢旭东.基于请求协作的分布式入侵检测系统的设计[D].电子科技大学,2004.
[9]周启玩.翦伯赞的历史教育思想研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[10]秦璐.共青团员信息管理系统[D].南昌大学,计算机技术（专业学位）,2012,硕士.
[11]刘贤沽.复几何中的L~2方法[D].浙江大学,基础数学,2013,硕士.
[12]蔡成凤.电子商务背景下旅游企业内创业能力与企业绩效关系研究[D].广西师范大学,旅游管理,2013,硕士.
[13]段琢华.一种高效的关联规则增量更新算法[J].机电工程技术,2004,02:37-39.
[14]张然.k+1个同心球面上的4k+3次极小求体积公式[D].河北师范大学,基础数学,2013,硕士.
[15]汤继伦.现阶段中国公共部门人力资源权益和社会保障研析[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[16]钱文欢.仿象鼻混合关节连续型机器人的设计与分析[D].中国科学技术大学,机械电子工程,2014,硕士.
[17]宫平.大围长准循环LDPC码构造方法研究[D].东北大学,通信与信息系统,2011,硕士.
[18]李之毅.基于AHP-模糊综合评判的我国商业银行操作风险研究[D].山东财经大学,数量经济学,2012,硕士.
[19]张椋.北京某高校一起水痘聚集疫情的流行病学调查[J].中国卫生产业,2014,20:7-8.
[20]刘京徽,田金荣,胡梦婷,宋晏蓉.蓬勃发展的高重复频率固体锁模激光器[J].激光与光电子学进展,2014,12:19-27.
[21]周鸿彬,龚国芳,王林涛,吴伟强.Φ1.2m缩尺实验盾构机械结构与液压系统设计[J].工程设计学报,2014,02:185-190.
[22]沈傲东.医学影像三维重建方法研究[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2003,硕士.
[23]方艳蕊.圣德太子的教育思想与教育功绩[D].河北大学,教育史,2014,硕士.
[24]为国.国际半导体技术发展路线图(ITRS)2009年版综述(6)[J].中国集成电路,2010,07:13-23.
[25]马立洪.线条的情感因素[D].山东师范大学,美术（专业学位）,2013,硕士.
[26]叶林虎.荷叶代谢性药物相互作用及体内成分研究[D].北京协和医学院,生药学,2014,博士.
[27]黄遥.基于OCR视频字符识别技术研究与实现[D].北京交通大学,2014.
[28]王晓飞.我国社区矫正检察监督理念研究[D].燕山大学,诉讼法学,2013,硕士.
[29]何宾,陶丹,彭勃.高实时性F-SIFT图像拼接算法[J].红外与激光工程,2013,S2:440-444.
[30]杨双俊.某飞行器电气控制设备结构设计及减振方案研究[D].国防科学技术大学,航天工程,2012,硕士.
[31]张小勇.腐蚀海底管道极限承载力和失效机理研究[D].浙江大学,结构工程,2013,硕士.
[32]周晓东,胡玲.交互记忆系统对高管团队有效性影响的实证研究[J].南华大学学报(社会科学版),2014,01:53-58.
[33]樊树芹.基于Andersen医疗保健服务利用行为模型的孕产妇产前保健利用研究[D].吉林大学,护理学,2014,硕士.
[34]陈旸.高血压合并糖尿病心脑血管高危人群中医证候的研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[35]李利克.拒不支付劳动报酬罪案研究[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[36]叶霞,辛愿,刘勇,刘鹏.基于媒体数字信号处理器的流预取机制[J].浙江大学学报(工学版),2014,02:268-278.
[37]李秀民.延边林区天保工程实施效果评价体系的构建与实证研究[D].东北林业大学,森林工程,2014,博士.
[38]姜乐.大学生择业耐挫力的缺失与重构[D].渤海大学,思想政治教育,2014,硕士.
[39]韩丽瑄.国产卡维地洛和倍他乐克治疗心力衰竭对心肺功能的影响[D].山西医科大学,心血管内科,2002,硕士.
[40]李延德.综合生态系统管理方法在青海土地退化防治中的实践与应用研究[D].西北农林科技大学,林业,2012,硕士.
[41]李新娜.文学翻译中译者的创造性叛逆[D].西安外国语大学,法语语言文学,2013,硕士.
[42]刘霞.石墨烯纳米复合材料可提升电池性能[N].科技日报,2011-08-03002.
[43]朱健.钻铆机械手钻孔过程的刚度分析[D].南京航空航天大学,航空宇航制造工程,2013,硕士.
[44]王鹏.多维核磁共振测井理论与解释方法研究[D].中国地质大学（北京）,石油与天然气工程,2014,硕士.
[45]张振宇,李彦.石墨烯氧化物作为多功能载体在细胞拉曼和荧光成像中的应用研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第35分会：纳米生物医学中的化学问题[C].中国化学会:,2014:1.
[46]杨维开.家蚕超氧化物歧化酶基因Bmsod3的克隆与原核表达[D].重庆大学,生物学,2014,硕士.
[47]崔振凯.碳纳米管/高分子液晶复合材料的合成与表征[D].兰州大学,2010.
[48]侯金滿.《尚書大傳》源流考[D].南京大学,中國古代文學,2013,硕士.
[49]陈清烁.三角形金纳米粒子催化鲁米诺化学发光对生物流体中巯基氨基酸的分析研究[D].北京化工大学,化学,2013,硕士.
[50]尤左祥,杨亲正,岳占国,马光辉,魏炜.抗肿瘤药物载体的主动靶向策略[J].中国组织工程研究,2012,25:4701-4705.