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抽筒子疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测

火炮发射与控制学报 2019年第2期40卷 93-97,102页

作者：朱永梅姚祥倪路瑶唐文献贾兰俊江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 江苏科技大学江苏省船海机械先进制造及工艺重点实验室江苏镇江212003 中国船舶重工集团公司第713研究所河南郑州450015

针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹... 详细信息

针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹扩展因素的研究得到:应力由300MPa减小至200MPa时,剩余寿命增幅最大,增大约3.2倍;初始裂纹长度从0.5mm增大到1mm时;剩余寿命减小幅度最大,减小约1.8倍;当材料的断裂韧度越大,剩余寿命越大,且增长的趋势越来越缓慢。

关键词：机械工程抽筒子 45CrNiMoVA 疲劳裂纹扩展剩余寿命

冲击载荷作用下抽筒子疲劳寿命预测与试验验证

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火炮发射与控制学报 2014年第3期35卷 68-73页

作者：胡慧斌候晓锋曹立军马吉胜军械工程学院河北石家庄050003 石家庄陆军指挥学院河北石家庄050084 西安军代局陕西西安710054

在火炮发射过程中,抽筒子在冲击载荷作用下,经常产生疲劳断裂。为了实现有针对性的预防性维修,提出了一种冲击载荷作用下基于协同仿真技术的不规则零部件疲劳寿命预测方法。基于Pro/E和ADAMS建立了火炮射击过程的虚拟样机,并从定性和定... 详细信息

在火炮发射过程中,抽筒子在冲击载荷作用下,经常产生疲劳断裂。为了实现有针对性的预防性维修,提出了一种冲击载荷作用下基于协同仿真技术的不规则零部件疲劳寿命预测方法。基于Pro/E和ADAMS建立了火炮射击过程的虚拟样机,并从定性和定量两个方面进行验证,仿真得到抽筒过程中抽筒子的载荷谱。结合有限元分析,计算抽筒子在静应力下的强度和寿命。在仿真载荷谱和有限元静应力分析的基础上,结合材料的S-N曲线,建立了抽筒子疲劳损伤与寿命预测模型,得到其危险部位的最小寿命。为了验证疲劳寿命预测模型的有效性,设计了由撞击试验台、传感器和信号测试分析系统组成的抽筒子疲劳寿命验证试验装置,根据抽筒过程和仿真载荷谱,合理确定撞击高度。试验结果验证了所建立的疲劳寿命预测模型的可信性。

关键词：冲击载荷抽筒子疲劳寿命预测虚拟样机

基于ABAQUS的凸轮式抽筒子结构优化分析

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火炮发射与控制学报 2014年第4期35卷 53-57页

作者：廖辉姜黎明王刚任琳魏松波中北大学机电工程学院山西太原030051 重庆长风机器有限责任公司重庆402264

抽筒子是火炮进行抽筒的关键部件,其可靠性直接影响火炮的持续战斗力。为降低抽筒子的应力峰值,利用ABAQUS软件的优化模块,对凸轮式抽筒子进行拓扑优化和形状优化,并将优化后的抽筒子导入ABAQUS中进行瞬态动力学仿真,对比优化前后抽筒... 详细信息

抽筒子是火炮进行抽筒的关键部件,其可靠性直接影响火炮的持续战斗力。为降低抽筒子的应力峰值,利用ABAQUS软件的优化模块,对凸轮式抽筒子进行拓扑优化和形状优化,并将优化后的抽筒子导入ABAQUS中进行瞬态动力学仿真,对比优化前后抽筒子工作情况。结果表明,经过两轮优化后,抽筒子最大应力下降了31.2%,变形增大了11.2%,质量减小了13.5%,最大抽筒速度下降了3.13%。优化后模型的抽筒特性改变很小,抽筒子应力均下降到安全范围内,其工作可靠性有所提高,抽筒子的优化分析对类似结构设计有一定的参考价值。

关键词：弹塑性力学抽筒子结构优化有限元分析

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舰炮抽筒子疲劳裂纹扩展分析与试验

舰炮抽筒子疲劳裂纹扩展分析与试验

作者：倪路瑶江苏科技大学

学位级别：硕士

抽筒子是炮闩抽壳机构的重要部件,在抽壳过程中由于受到较大的应力作用极易产生疲劳裂纹,在连续的作业下裂纹会发生扩展,甚至出现断裂现象,因此,开展对炮闩抽筒子的疲劳裂纹扩展寿命研究,对确保抽壳机构的可靠性和舰炮的战斗力有着十分... 详细信息

抽筒子是炮闩抽壳机构的重要部件,在抽壳过程中由于受到较大的应力作用极易产生疲劳裂纹,在连续的作业下裂纹会发生扩展,甚至出现断裂现象,因此,开展对炮闩抽筒子的疲劳裂纹扩展寿命研究,对确保抽壳机构的可靠性和舰炮的战斗力有着十分重要的意义。本文以某炮的炮闩机构为研究对象,对抽壳作用力进行了理论分析,采用实验法研究了炮钢的断裂韧度和裂纹扩展速率,结合扩展有限元法探索了抽筒子裂纹扩展的规律,获取了抽筒子材料的断裂公式,并对抽筒子的裂纹扩展影响因素做了探究。首先,对抽筒子的断裂机理展开了探究。以疲劳裂纹扩展方程与扩展速率方程为依托,从材料的阻碍裂纹扩展的功能及承受载荷的两个方面,研究了控制疲劳裂纹扩展速率的几个要素。得到了设置几组各异的应力比、断裂韧度、参数C、参数m时,裂纹扩展与应力强度因子幅值的相对关系。也讨论了材料的裂纹生长速度的试验结果与工程应用。然后通过对抽筒子材料做了断裂韧度试验,使用标准的三点弯曲试样,对45CrNiMoVA材料的断裂韧性做了研究,给材料阻碍裂纹扩展的能力找出了断裂力学依据。试验得出,45CrNi MoVA的材料断裂韧性值是73.2155MPa·m1/2。由45CrNiMoVA材料CT试样在室温下的疲劳裂纹扩展速率试验,得到了疲劳裂纹扩展量a与反复加载次数N的关系,并确定了裂纹扩展速率与应力强度因子的关系,建立了计算45CrNiMoVA材料裂纹扩展寿命的Paris公式。再以弹塑性力学为依据,对炮膛和药筒之间的抽壳力做了理论计算。结合柔体动力学方法,在ABAQUS中对抽筒子进行了分析,找出了抽筒子易发生断裂的危险部位和应力值。将抽筒子的裂纹特征简化为含边缘裂纹的板状结构,通过扩展有限元法计算了裂尖应力强度因子,再和理论计算结果做比较,验证了方法的可行性,并绘制了应力强度因子范围和裂纹长度的关系曲线。最后,建立抽筒子的裂纹扩展寿命评估方法,基于Paris断裂公式,预估抽筒子的裂纹扩展寿命。基于扩展有限元方法,对抽筒子进行裂纹扩展模拟分析,研究了载荷条件、裂纹特征对裂纹扩展寿命的影响。

关键词：抽筒子应力强度因子裂纹扩展速率扩展有限元裂纹扩展寿命

基于虚拟样机和有限元分析的某自行火炮抽筒子疲劳寿命预测研究

同方学位论文库评论

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机械 2013年第5期40卷 22-24页

作者：朱超赵思源总装西安军代局陕西西安710032 武汉军械士官学校湖北武汉430075

抽筒子的强度和寿命直接决定炮闩的可靠性,进而影响自行火炮的战斗力。针对抽筒子在射击过程中出现爪部断裂的问题,基于建立的自行火炮炮闩系统虚拟样机模型,得到抽筒子爪在抽筒过程中的载荷谱。基于有限元技术建立了抽筒子有限元模型,... 详细信息

抽筒子的强度和寿命直接决定炮闩的可靠性,进而影响自行火炮的战斗力。针对抽筒子在射击过程中出现爪部断裂的问题,基于建立的自行火炮炮闩系统虚拟样机模型,得到抽筒子爪在抽筒过程中的载荷谱。基于有限元技术建立了抽筒子有限元模型,对抽筒子进行了静强度分析,结果表明抽筒子的强度是满足要求的。进而利用疲劳分析软件对抽筒子进行了疲劳寿命预测,确定了装备关重件疲劳寿命预测计算的流程。

关键词：抽筒子静强度疲劳寿命 ABAQUS Designlife

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火炮抽筒子断裂原因及预防

四川兵工学报 1994年第4期15卷 174-177页

作者：张明华重庆晋林机械厂

根据火炮抽筒子短臂多次断裂的事实,从断件外貌、断口宏现形貌、断口特征分析、金相组织检查结果出发,分析了抽筒子的受力和断裂原因,提出了改进设计、保证、加工质量、改进热处理工艺的措施,以防止断裂的发生。特别强调指出在高硬度条... 详细信息

根据火炮抽筒子短臂多次断裂的事实,从断件外貌、断口宏现形貌、断口特征分析、金相组织检查结果出发,分析了抽筒子的受力和断裂原因,提出了改进设计、保证、加工质量、改进热处理工艺的措施,以防止断裂的发生。特别强调指出在高硬度条件下加工刀痕在受力部位的存在是导致抽筒子短臂过早断裂的重要原因,必须引起重视。

关键词：火炮抽筒子应力断裂预防

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火炮提前关闩问题研究及改进

火炮发射与控制学报 2014年第2期35卷 70-72,91页

作者：邵中年郑刚张永波海军装备部驻西安地区军事代表局陕西西安710054 北方重工集团内蒙古包头014030

对某型火炮提前关闩问题原因进行了深入的分析与研究,明确了该故障产生的机理,同时针对该型火炮开闩锁止机构设计缺陷,提出改进技术方案与措施,提高了该型火炮开关闩机构在复杂工作条件下的可靠性。通过大量模拟弹供弹试验和实弹射击试... 详细信息

对某型火炮提前关闩问题原因进行了深入的分析与研究,明确了该故障产生的机理,同时针对该型火炮开闩锁止机构设计缺陷,提出改进技术方案与措施,提高了该型火炮开关闩机构在复杂工作条件下的可靠性。通过大量模拟弹供弹试验和实弹射击试验验证后,该故障再未复现,深层次隐患彻底消除,对于该型火炮尽快形成战斗力,提高全炮性能具有重要意义。

关键词：机械设计闩体抽筒子自锁角摩擦阻力越程量

ADAMS的某自行火炮自动开闩及抽筒过程动力学分析

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火力与指挥控制 2013年第7期38卷 157-159,163页

作者：化斌斌马吉胜赵思源苏光张小嘎军械工程学院武汉军械士官学校解放军73101部队

在某型自行火炮炮身的研究中,利用Pro/E和ADAMS软件建立了炮身虚拟样机模型,完成了后坐复进和自动开闩以及抽筒的动作仿真。通过动力学分析获得了全装药射击条件下的仿真结果,与试验实测结果进行比较,证明所建虚拟样机是可信的,并重点... 详细信息

在某型自行火炮炮身的研究中,利用Pro/E和ADAMS软件建立了炮身虚拟样机模型,完成了后坐复进和自动开闩以及抽筒的动作仿真。通过动力学分析获得了全装药射击条件下的仿真结果,与试验实测结果进行比较,证明所建虚拟样机是可信的,并重点对自动开闩以及抽筒过程的动力学特性进行了研究,为疲劳寿命以及可靠性分析研究提供了有力的支持。

关键词：虚拟样机炮身闩体抽筒子

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基于故障树的某舰炮提前关闩故障分析

兵工自动化 2018年第8期37卷 67-72页

作者：付彩越王长庚中国船舶重工集团公司第七一三研究所第二研究室郑州450015

针对某舰炮出现提前关闩的问题,基于故障树原理对其故障原因进行分析。建立提前关闩故障树,采用下行法求出该故障原因的最小割集,明确该故障现象的各个底事件,通过现场拆检和理论仿真逐条分析各底事件,找出开关闩机构薄弱单元,结合产品... 详细信息

针对某舰炮出现提前关闩的问题,基于故障树原理对其故障原因进行分析。建立提前关闩故障树,采用下行法求出该故障原因的最小割集,明确该故障现象的各个底事件,通过现场拆检和理论仿真逐条分析各底事件,找出开关闩机构薄弱单元,结合产品结构、实物质量和试验故障现象,明确关闩簧断裂是导致该故障的主要因素,并针对该底事件进行故障复现和改进验证。分析结果表明,用故障树分析法进行舰炮故障诊断切实可行。该分析方法可对故障树分析在舰炮故障中的应用和拓展提供借鉴。

关键词：故障树最小割集抽筒子自锁角