基于应变的火炮身管健康监测和剩余寿命评估的可行性研究

作     者：吴斌 司东亚 郑靖 白雪莲 李坤 罗天放 黄欣 邹志强 WU Bin;SI Dongya;ZHENG Jing;BAI Xuelian;LI Kun;LUO Tianfang;HUANG Xin;ZOU Zhiqiang

作者机构：陆军炮兵防空兵学院合肥230031 

出 版 物：《兵器装备工程学报》 (Journal of Ordnance Equipment Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：49-58页

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：安徽省自然科学基金项目(2108085ME68) 国家自然科学基金项目(51475471) 

主　　题：身管 烧蚀磨损 疲劳 寿命评估 健康监测 应变 可行性 

摘      要：火炮发射过程中产生的烧蚀磨损和疲劳使身管性能逐渐衰退直至不能使用,更为严重的是,时而发生的膛炸事故对人员生命和武器装备安全构成威胁,身管发射安全隐患始终存在。传统的身管寿命评估方法,包括基于尺寸、图像、温度和初速变化来预测身管剩余使用寿命的方法,尚不能科学、准确地评估身管健康状态和剩余使用寿命。针对该问题,在深入分析身管内膛损伤物理机制的基础上,提出以发射时身管外壁面应变为损伤特征参数的身管健康监测方法,揭示了应变与弹丸-身管-发射药系统之间的内在映射关系,阐释了该方法的基本原理以及如何用于评估身管剩余使用寿命。火炮实弹射击数据和数值模拟结果均证实了该方法的科学性、可靠性和实用性。