身管壽命試驗(yàn)是火炮定型試驗(yàn)必須考核的重要內(nèi)容。為解決身管壽命試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、彈藥消耗量大以及費(fèi)用較高問題,要對(duì)現(xiàn)行的壽命試驗(yàn)方法加以改進(jìn)。本文結(jié)合身管的疲勞壽命和燒蝕磨損壽命的基本理論和目前采用的試驗(yàn)方法,綜合利用加速壽命試驗(yàn)方法與理論,運(yùn)用有關(guān)動(dòng)力學(xué)和數(shù)值仿真軟件,對(duì)身管的疲勞壽命和燒蝕壽命進(jìn)行了加速壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。對(duì)加速壽命試驗(yàn)的基本理論做了系統(tǒng)研究,主要包括加速壽命試驗(yàn)的加載方式、基本假設(shè)、加速模型的研究與適用范圍以及加速模型的參數(shù)估計(jì)方法。對(duì)身管的疲勞失效機(jī)理進(jìn)行深入分析,結(jié)合Paris裂紋擴(kuò)展速率理論,建立了身管疲勞壽命與身管內(nèi)壁最大切向應(yīng)力之間的數(shù)學(xué)模型；利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ABAQUS,建立身管危險(xiǎn)截面的有限元模型,以膛壓作為加速應(yīng)力,分析了不同加速應(yīng)力對(duì)身管內(nèi)壁最大切向應(yīng)力的力學(xué)影響；結(jié)合身管疲勞壽命的數(shù)學(xué)模型,考慮身管材料參數(shù)隨機(jī)性的分布,提出了基于Monte-Carlo仿真的身管疲勞壽命加速試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,得到身管疲勞壽命的分布規(guī)律,并建立了身管疲勞加速壽命試驗(yàn)?zāi)鎯缏杉铀倌Ｐ?運(yùn)用最小二乘法對(duì)加速模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì),并利用加速模型預(yù)測(cè)結(jié)果與正常應(yīng)力水平下試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,表明建立的加速模型的正確有效性和試驗(yàn)方案的可行性。對(duì)身管燒蝕磨損進(jìn)行了系統(tǒng)分析,建立燒蝕量與身管內(nèi)壁溫度峰值之間關(guān)系,進(jìn)而建立連發(fā)時(shí)燒蝕磨損壽命與峰值溫度之間關(guān)系；以環(huán)境溫度作為加速應(yīng)力,運(yùn)用ANSYS中PDS可靠性分析模塊,對(duì)身管的燒蝕磨損壽命進(jìn)行了加速試驗(yàn)設(shè)計(jì)；利用隨機(jī)有限元方法,將身管的材料參數(shù)化并作為隨機(jī)輸入變量,以身管內(nèi)壁最大壁溫作為隨機(jī)輸出變量；結(jié)合燒蝕磨損壽命預(yù)測(cè)模型和Monte-Carlo模擬試驗(yàn)方法對(duì)不同加速應(yīng)力下身管燒蝕磨損壽命進(jìn)行可靠性分析,建立身管燒蝕磨損壽命加速試驗(yàn)的Arrhenius加速模型,并對(duì)加速模型預(yù)測(cè)的誤差進(jìn)行了分析。本文建立的身管疲勞和燒蝕磨損的加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,可為身管加速壽命試驗(yàn)研究提供了一定的參考依據(jù)。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ303.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究加速試驗(yàn)的背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 加速壽命試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 身管疲勞壽命試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 身管燒蝕磨損壽命試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及方法
2 加速壽命試驗(yàn)的方法及理論
    2.1 加速試驗(yàn)基本類型
    2.2 加速試驗(yàn)的基本假定
    2.3 加速模型研究
    2.4 加速因子研究
    2.5 加速模型的參數(shù)估計(jì)方法
    2.6 本章小結(jié)
3 火炮身管疲勞壽命的加速試驗(yàn)研究與分析
    3.1 身管疲勞試驗(yàn)概述
        3.1.1 射擊—液壓循環(huán)試驗(yàn)的原理
        3.1.2 身管疲勞壽命試驗(yàn)
    3.2 火炮身管疲勞壽命的失效機(jī)理分析
    3.3 火炮身管疲勞壽命試驗(yàn)的Monte-Carlo模擬
        3.3.1 身管疲勞壽命的數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 加速試驗(yàn)的Monte-Carlo模擬方法
    3.4 火炮身管疲勞壽命加速試驗(yàn)與分析
        3.4.1 加速應(yīng)力的選擇原則
        3.4.2 加速應(yīng)力水平下切向應(yīng)力有限元分析
        3.4.3 身管疲勞壽命失效分布形式的可靠性分析
        3.4.4 加速應(yīng)力水平下身管疲勞壽命可靠性分析
    3.5 加速模型的參數(shù)估計(jì)與評(píng)價(jià)分析
        3.5.1 加速模型的基本假設(shè)
        3.5.2 身管壽命對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差的檢驗(yàn)
        3.5.3 加速模型的參數(shù)估計(jì)與評(píng)價(jià)分析
    3.6 本章小結(jié)
4 火炮身管燒蝕磨損壽命與計(jì)算方法
    4.1 身管燒蝕磨損的機(jī)理分析
        4.1.1 熱因素
        4.1.2 化學(xué)因素
        4.1.3 機(jī)械因素
    4.2 火炮身管壽命終止評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與特點(diǎn)
        4.2.1 壽命終止特征分析
        4.2.2 最大徑向燒燭量預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)
    4.3 火炮身管燒燭磨損壽命的預(yù)測(cè)模型
    4.4 本章小結(jié)
5 火炮身管燒蝕磨損的加速壽命試驗(yàn)研究與分析
    5.1 身管燒蝕磨損壽命試驗(yàn)現(xiàn)狀分析
    5.2 加速試驗(yàn)應(yīng)力譜的確定
    5.3 基于隨機(jī)有限元法的身管燒蝕磨損壽命加速試驗(yàn)
        5.3.1 身管危險(xiǎn)截面ANSYS隨機(jī)有限元分析步驟
        5.3.2 不同加速應(yīng)力水平下身管危險(xiǎn)截面溫度場(chǎng)分析
        5.3.3 身管危險(xiǎn)截面溫度場(chǎng)的隨機(jī)有限元分析
        5.3.4 不同應(yīng)力水平下身管燒蝕壽命可靠性分析
    5.4 加速模型的建立與參數(shù)估計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)

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本文編號(hào)：2838589