理论教育 药筒壁强度分析与优化

药筒壁强度分析与优化

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面讨论在一定膛压下抽壳时药筒壁的强度。图8.7.3药筒壁分段示意图第一段为药筒口部。火药气体对药筒口部端面的作用力R0为式中,b1为药筒口部内外径之比;pc为抽壳时火药气体压力。药筒口部内外径之比可表示为抽壳时,第一段的阻力为断面1—1上药筒壁的强度条件为Qb1为断面1—1上药筒壁所能承受的轴向力,即式中,σb1为1—1断面上药筒壁的强度极限。可见,沿筒体长度上壁厚应发生变化,以适应受力情况的改变。

药筒壁强度分析与优化

抽壳时,药筒壁的承载情况与药筒的抽壳情况有关。前面已讨论了两种抽壳情况,即在一定膛压下抽壳和膛压降至大气压时抽壳。抽壳情况不同,药筒承载情况也不同。通常情况下,在一定膛压下抽壳,药筒的承载相对大些。无论哪种抽壳情况,药筒壁的强度均由它所承受的抽壳阻力来确定。

在一定膛压下抽壳,虽然作用在药筒底部内表面的火药气体压力将有助于抽壳,但仍需克服药筒与膛壁间作用力所产生的较大摩擦阻力。当膛压降至大气压后抽壳,若药筒与膛壁间存在过盈,则药筒壁承受的抽壳阻力为该过盈值产生的药筒与膛壁间的摩擦阻力。下面讨论在一定膛压下抽壳时药筒壁的强度。

计算时先将药筒分段,并假定每段药筒的壁厚和力学性能相同,药筒分段方式如图8.7.3所示。随后计算药筒各段的抽壳阻力,根据抽壳阻力来验算药筒各段壁厚的强度。

图8.7.3 药筒壁分段示意图

第一段为药筒口部。该段摩擦力可由下式确定

式中,pz1为抽壳时药筒口部与弹膛之间的作用力;dk为药筒口部外径。

火药气体对药筒口部端面的作用力R0

式中,b1为药筒口部内外径之比;pc为抽壳时火药气体压力。

药筒口部内外径之比可表示为

抽壳时,第一段的阻力为

断面1—1上药筒壁的强度条件为

Qb1为断面1—1上药筒壁所能承受的轴向力,即(www.daowen.com)

式中,σb1为1—1断面上药筒壁的强度极限。

第二段为斜肩。该段需考虑斜肩锥度,如图8.7.4所示。图中pj为药筒与弹膛间的作用力,pc为抽壳时火药气体压力。

上述各力在轴向的投影p2

图8.7.4 斜肩处药筒与弹膛间的作用力

斜肩上总的抽壳阻力为

断面2—2所受拉力为第一段和第二段抽壳阻力的总和,即

断面2—2上药筒壁的强度条件为

式中,b2为直径比;σb2为斜肩处药筒的强度极限。

直径比可表示为

式中,dj0为斜肩处药筒的内径。

同理,可验算药筒壁其他各段的强度。对自动武器来说,随着抽壳过程的进行,膛压不断下降,摩擦力也不断减小。可见,沿筒体长度上壁厚应发生变化,以适应受力情况的改变。

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