摘要：本文建立炮尾-身管非线性有限元模型,根据火炮设计理论计算炮膛作用载荷,对炮尾-身管进行非线性接触有限元分析,分别根据基于单剪、双剪和八面体剪应力强度理论的Tresca强度理论、最大偏应力强度理论和Mises强度理论对炮尾和身管抓钩接触部位进行强度校核,对比分析名义尺寸和实测尺寸下的炮尾抓钩强度。校核结果Mises居中,最大偏应力最小,Tresca最大,与理论预测值一致,Tresca强度理论不适合直接用于炮尾抓钩结构的设计。同时给出了3种等效应力随抓钩倒角根部路径的分布情况。分析结果表明,名义尺寸设计强度足够,实测尺寸模型由于存在机加超差,抓钩壁厚偏,强度不足,造成抓钩部位裂口。

摘要：火炮进行安全且高精度的射击,需要设计出有合理强度和振动特性的身管。基于内弹道p-l曲线得出的平均压力曲线作为身管壁压载荷建立了某火炮身管有限元模型,通过ANSYS Workbench对身管进行了强度及振动分析。推导了双剪强度理论用于身管弹性强度极限的方法,同时给出了采用平均压力法设计身管时基于不同强度理论需要匹配的安全系数。根据3种古典强度理论以及双剪强度理论对比了身管弹性强度极限随外径内径比的变化,校核了身管结构强度,求解了对应的安全系数。分析结果表明,双剪强度理论用于身管设计是合适的,由此理论设计的身管偏安全,其质量相对我国现行第二强度理论设计的身管增加的最少,设计的火炮身管强度满足使用要求,且避开了激振力的共振频率范围,不会导致结构共振现象的发生,结构设计较为合理,该研究为身管设计提供了一定的参考。

摘要：针对某转管航炮射击时闭锁机构的受力情况和闭锁机构的结构特点,建立炮尾与炮闩闭锁装配体的有限元模型,进行非线性接触状态有限元分析。基于八面体剪应力强度理论的单参数屈服准则,分析炮尾-炮闩闭锁齿部位的应力分布情况。结果表明,炮尾和炮闩危险截面处应力小于材料的动态屈服极限,结构有一定的安全余量,炮尾和炮闩可以安全工作。同时分析炮闩闭锁齿接触面处的挤压应力,并将其与某转管舰炮闭锁齿相同部位处的挤压应力进行对比。结果表明二者在接触面积相差不大的情况下,接触面挤压应力明显降低,说明此闭锁机构的结构设计较为合理,应力分布情况良好。本文研究成果对类似转管火炮闭锁机构的结构设计具有一定借鉴意义。