發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 22:40

【摘要】：復(fù)合材料應(yīng)用于火炮的關(guān)鍵受力部件——身管,不僅可以減輕身管重量,而且可以提高身管的剛度和強(qiáng)度�；鹋诎l(fā)射時(shí),高溫高壓的火藥燃?xì)鈱?dǎo)致身管內(nèi)壁燒蝕磨損嚴(yán)重,同時(shí)身管還承受彈帶的導(dǎo)轉(zhuǎn)作用以及反后坐裝置的軸向拉伸作用。在這種復(fù)雜的工況下,身管內(nèi)壁極易產(chǎn)生微裂紋,在后續(xù)載荷作用下裂紋逐漸擴(kuò)展、演化。為了研究復(fù)合材料身管在熱-機(jī)械載荷下的損傷與破壞問(wèn)題,首先建立了復(fù)合材料身管各向異性有限元模型,研究材料非線性對(duì)身管熱傳導(dǎo)和溫度分布的影響以及不同載荷作用下復(fù)合材料身管的受力分析,然后對(duì)復(fù)合材料身管的損傷模式及其影響因素進(jìn)行了分析計(jì)算,最后采用擴(kuò)展有限元法研究復(fù)合材料身管裂紋擴(kuò)展與演化規(guī)律。研究的主要內(nèi)容與結(jié)論如下：(1)熱-機(jī)械載荷耦合機(jī)理研究。數(shù)值模擬結(jié)果表明：由于材料熱學(xué)特性的差異,溫度會(huì)在金屬與復(fù)合材料的交界面處聚集；在熱載荷沖擊作用下,身管內(nèi)壁溫度急劇變化并且產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；通過(guò)提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能,可以改善熱傳導(dǎo)與溫度分布。(2)熱-機(jī)械載荷作用下復(fù)合材料身管損傷模式研究。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果分析后得：高溫易造成身管內(nèi)壁燒蝕,高壓會(huì)使身管內(nèi)壁膨脹變形且易導(dǎo)致復(fù)合材料層基體撕裂；在保持總體身管壁厚不變的情況下,金屬層越厚,身管內(nèi)壁峰值溫度越低,身管燒蝕壽命越高。(3)熱-機(jī)械載荷作用下復(fù)合材料身管裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展及演化規(guī)律研究。研究發(fā)現(xiàn)：不同載荷加載時(shí),壓力載荷對(duì)裂紋的擴(kuò)展起主要作用；雖然給裂紋定義不同的初始開(kāi)裂角度,但是裂紋的后續(xù)擴(kuò)展路徑主要受應(yīng)力狀態(tài)的影響。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TJ303

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8 陳光南;吳臣武;羅耕星;張坤;彭青;肖京華;;身管炸膛事故的力學(xué)診斷[J];力學(xué)與實(shí)踐;2012年04期

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