發(fā)布時間：2022-02-24 06:53

　　現(xiàn)代軍事技術的發(fā)展要求未來武器裝備具有輕便、機動、靈活快速反應和全方位生存防護能力等特點,因此必須大力發(fā)展新型結構和功能材料。發(fā)射筒作為一類常用的武器裝備,也開始大力開發(fā)和應用新型材料,其中纖維增強復合材料具有比強度和比剛度高、耐腐蝕、破損安全性好、疲勞壽命高及可設計性好等優(yōu)點,是目前比較成熟且應用最為廣泛的一類新型材料。但纖維復合材料的抗燒蝕能力和密閉性較差,所以一般在纖維復合材料發(fā)射筒的內壁附加一層金屬材料,這種發(fā)射筒作為一類新型復合材料結構,被廣泛應用于武器裝備中。本文圍繞含內襯纖維復合材料發(fā)射筒的力學性能展開研究,主要研究工作有以下幾個方面：1)針對單一玻璃纖維和玻-碳纖維混雜含內襯發(fā)射筒,設計了拉伸、水壓強度和抗沖擊性能試驗方案,測定了發(fā)射筒的剛度、強度和抗沖擊性能參數(shù),對這兩類發(fā)射筒的力學性能進行了試驗研究。試驗結果表明,發(fā)射筒中玻-碳纖維混雜纏繞層的剛度參數(shù)高于玻璃纖維層；含內襯纖維發(fā)射筒存在兩種不同的強度破壞模式；含鋼內襯玻-碳纖維混雜筒的抗沖擊性能低于含鋼內襯玻纖筒。2)對發(fā)射筒的纖維纏繞層等效模量進行了研究。推導了單一玻璃纖維纏繞層和玻-碳纖維混雜纏繞層三維等效模量... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省211工程院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號表
目錄
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 相關的國內外研究概述
        1.2.1 纖維復合材料結構的剛度性能研究
        1.2.2 纖維復合材料結構的強度性能研究
        1.2.3 纖維復合材料結構的抗沖擊性能研究
    1.3 本文的主要研究內容
2 發(fā)射筒的試驗研究
    2.1 含內襯纖維發(fā)射筒試件
        2.1.1 含鋼內襯玻璃纖維發(fā)射筒
        2.1.2 含鋼內襯玻-碳纖維混雜發(fā)射筒
    2.2 發(fā)射筒拉伸試驗
        2.2.1 發(fā)射筒拉伸試驗方法
        2.2.2 玻璃纖維片狀試件拉伸試驗
        2.2.3 玻-碳纖維混雜管狀試件拉伸試驗
    2.3 發(fā)射筒水壓強度試驗
        2.3.1 發(fā)射筒水壓強度試驗方法
        2.3.2 含鋼內襯玻璃纖維發(fā)射筒試驗結果
        2.3.3 含鋼內襯玻-碳纖維混雜發(fā)射筒試驗結果
    2.4 發(fā)射筒抗沖擊性能試驗
        2.4.1 抗沖擊性能試驗方法
        2.4.2 抗沖擊試驗測得的主要試驗數(shù)據(jù)
    2.5 本章小結
3 發(fā)射筒纖維材料等效模量的理論研究
    3.1 單層纖維復合材料理論
        3.1.1 各向異性材料基本方程
        3.1.2 單層復合材料應力-應變關系
        3.1.3 單層復合材料偏軸向剛度矩陣
        3.1.4 單層復合材料強度破壞準則
    3.2 多層纖維復合材料層合板殼理論
        3.2.1 層合圓柱板殼的應力-應變關系
        3.2.2 層合圓柱板殼的剛度特性
        3.2.3 層合圓柱板殼的強度分析方法
    3.3 纖維多向纏繞層的三維等效模量研究
        3.3.1 單一纖維多向纏繞層的三維等效彈性模量研究
        3.3.2 多種纖維混雜層的三維等效彈性模量研究
        3.3.3 三維等效彈性模量理論值與試驗結果比較
    3.4 本章小結
4 發(fā)射筒力學性能的理論研究
    4.1 發(fā)射筒抗彎剛度的理論計算
        4.1.1 發(fā)射筒抗彎剛度的計算公式
        4.1.2 含鋼內襯玻璃纖維發(fā)射筒的軸向抗彎剛度
        4.1.3 含鋼內襯玻-碳纖維混雜發(fā)射筒的軸向抗彎剛度
    4.2 發(fā)射筒強度性能的理論計算
        4.2.1 發(fā)射筒應力方程
        4.2.2 發(fā)射筒邊界條件
        4.2.3 發(fā)射筒強度失效準則
        4.2.4 加載和卸載過程分析
        4.2.5 含鋼內襯玻璃纖維發(fā)射筒的強度計算
        4.2.6 含鋼內襯玻-碳纖維混雜發(fā)射筒的強度計算
        4.2.7 強度理論計算值與試驗值的比較
    4.3 發(fā)射筒抗沖擊性能的理論計算
        4.3.1 發(fā)射筒本構方程
        4.3.2 發(fā)射筒運動控制方程
        4.3.3 發(fā)射筒徑向位移計算
        4.3.4 含鋼內襯玻璃纖維發(fā)射筒的徑向位移
    4.4 本章小結
5 發(fā)射筒力學性能的有限元數(shù)值分析
    5.1 發(fā)射筒剛度性能數(shù)值模擬
        5.1.1 三維等效模量計算有限元模型
        5.1.2 纖維層三維等效模量的模擬結果
        5.1.3 混雜效應與有限元方法的分析
    5.2 單一纖維發(fā)射筒強度性能數(shù)值模擬
        5.2.1 發(fā)射筒強度計算有限元模型
        5.2.2 發(fā)射筒的強度模擬結果分析
    5.3 單一纖維發(fā)射筒抗沖擊性能數(shù)值模擬
        5.3.1 發(fā)射筒抗沖擊計算有限元模型
        5.3.2 發(fā)射筒抗沖擊模擬結果分析
    5.4 本章小結
6 發(fā)射筒力學性能的影響因素分析
    6.1 內襯材料的影響
    6.2 內襯厚度的影響
    6.3 纖維層材料的影響
    6.4 纖維層厚度比的影響
    6.5 纏繞角度的影響
    6.6 本章小結
7 結論與展望
    7.1 全文工作總結
    7.2 本文的創(chuàng)新點
    7.3 未來的工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
博士期間主要參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]復合材料固體火箭發(fā)動機殼體強度設計[D]. 程昕.南京理工大學 2004



本文編號：3642200