弹丸发射安全性及膛内运动正确性分析.pdf

第第章三章弹丸发射安全性及膛内运动正确性分析引言¾弹丸在发射时的安全性：1.是指各零件在膛内运动中都能保证足够的强度不发生越过允许的变形；2.炸药、火工品等零件不会引起自燃、爆轰等现象使弹丸在发射时处于安全状态。¾弹丸在膛内运行中除了必须保证安全性以外还必须保证运动正确性即有良好的运动姿态。研究内容¾第一节发射时所受的载荷¾第二节弹丸发射时安全性分析¾第三节弹丸强度的有限元法计算¾第四节弹丸膛内运动正确性分析¾第第节五节弹带设计第一节发射时所受的载荷¾弹丸及其零件发射时在膛内所受载荷有：a.火药气体压力b.惯性力c.装填物压力d.弹带压力（弹带挤入膛线引起的力）e.不均衡力（弹丸运动中由不均衡因素引起的力）f.导转侧力g.摩擦力¾设计时使弹丸在各相应临界状态下均能满足安全性要求。一、火药气体压力（一）膛压曲线膛压：弹后容积的平均压力获得膛压曲线的方法：‹按照装药条件以内弹道基本问题解出；‹试验测定。一、火药气体压力（二）弹底压力¾任一瞬间弹后容积内的压力分布是不均匀的近似线性递减。¾弹底压力的试验测定一、火药气体压力（三）火药气体的计算压力¾即计算弹体及零部件强度所采用的压力。¾发射药温度对膛压的影响十分显著；¾最大膛压：相应于标准条件t=15o下的数值。¾计算压力取pj=1.1pm¾靶场验收试验对弹体强度试验采用强装药射击。¾强装药：用增加装药量或保持高温的方法使膛压达到最大膛压的1.1倍。一、火药气体压力（四）弹丸上的压力分布¾旋转稳定弹丸；----弹带¾滑膛炮弹；----闭气环二、惯性力‹弹丸在膛内作加速运动整个弹丸各零件上均作用直线惯性力。旋转弹丸还产生径向惯性力和切向惯性力。（一）轴向惯性力2dvpπr2mna==Fn=mna=pπrdtmm‹目前常用火炮系统的最大加速度值小口径高炮：a=40000g线膛火炮：a=10000g～20000g迫击炮：a=4000g～10000g无坐力炮：a=5000g～20000g二、惯性力（二）径向惯性力‡是由于弹丸旋转运动所产生的径向加速度（向心加速度）而引起的。‡当膛线为等齐时弹丸的旋转角速度与膛内直线运动速度的关系：（三）切向惯性力‡是由弹丸角加速度引起的。pπ2rrmF=1⋅1tηm二、惯性力（四）惯性力•惯性力在发射过程中的变化•因Ft≈0.1Fn在强度计算时可略去切向惯性力；计算最大膛压时弹丸的发射强度可略去径向惯性力；计算炮口区的弹体强度必须考虑径向惯性力的影响。二、惯性力3.惯性力对弹体变形的影响：¾对一般旋转式榴弹轴向惯性力与火药气体压力的综合作用使整个弹体均产生轴向压缩变形；切向惯性力的作用使弹丸产生轴向扭转变形。¾对某些尾翼式炮弹轴向惯性力与火药气体压力的综合作用不一定使整个弹体轴向都产生压缩变形因为其任一断面的轴向力为轴向惯性力与火药气体压力之差。二、惯性力‹轴向力并不都是压力它与断面以上弹丸的质量及断面半径有关。‹整个弹轴上绝大部分呈压力状态而且压力的峰值比拉力大得多。三、装填物压力（一）轴向惯性力引起的装填物压力假设：1.装填物为均质理想弹性体2.弹体壁为刚性3.装填物对弹壁的压力为法向由轴向惯性力引起的装填物压力计算：ω2Fnrmωnσz=2=p2⋅πranranm2μcrmωnpc=σr=p2⋅1−μcranm当所取断面位于弹丸内腔锥形部时2'r