摘要：介绍了电磁轨道炮复合身管纤维缠绕封装的结构优化设计方法。给出了50mm复合身管纤维层的缠绕厚度、缠绕角、层叠次序优化结果。基于生死单元及多步连续降温,给出了缠绕增强复合身管的预应力逐层模拟方法。采用分步逐层随机搜索法,优化了纤维缠绕张力制度,详细分析了两种状态约束下的张力优化结果,并给出了对应的身管初应力场和发射叠加应力场。优化结果表明,Ⅱ型张力方案中身管复合层发射前及发射过程的应力分布满足身管预应力设计要求。

摘要：将高性能碳纤维用作迫击炮身管外部增强层,可大大降低身管质量。在湿法缠绕工艺中,针对缠绕张力对金属内衬的强化效应,基于正交各向异性材料的厚壁圆筒理论和基于小变形假设的弹性叠加理论,提出了适用于多角度分层缠绕的内衬预应力离散叠加算法。针对复合身管中受内压的薄壁内衬碳纤维缠绕圆筒典型结构,以复合身管质量和抗弯刚度为优化目标,提出了基于多岛遗传算法的复合身管多目标优化设计方法。通过不同材料搭配方案的Pareto解集对比表明,M46方案相比T300和T700方案质量更轻、刚度更高,其中Ni_2/M46方案优化效果最好,说明高模量碳纤维更具轻量化优势,并通过有限元仿真和水压试验验证了优化结果的有效性。

摘要：针对线膛复合身管无座力炮,利用有限元软件LS-DYNA对弹带挤进、内压载荷下的身管变形进行数值仿真,对比身管的动态测试数据,其误差范围可以满足性能设计要求。同时,发现线膛复合身管无坐力炮在射击过程中,弹带挤进造成的身管变形占主要部分;内压载荷下金属内衬阴线处局部应变大于阳线处,但弹带挤入膛线时与此有所不同,挤入引起的膛线根部阳线应变大于阴线应变。

摘要：应用轴对称弹性理论建立了陶瓷内衬多层复合身管的数学模型,编写了其应力计算程序.建立了复合管多目标优化模型,将该程序集成到多学科设计优化软件iSIGHT中,应用多目标遗传算法进行优化计算,获得了问题的Pareto最优解集.对选择的优化结果用有限元分析软件***进行了模拟与校核.该文提出的分析方法能够切实有效地解决复杂结构的多参数优化问题.

摘要：纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。

摘要：某轻型无坐力炮采用钛合金内衬加缠绕碳纤维复合材料可减轻质量,需要研究复合身管强度设计方法确定缠绕角度、缠绕层厚度等结构参数。结合无坐力炮发射原理,由网络理论推导了缠绕角度公式及缠绕层的等效刚度,由双层筒理论提出了缠绕层厚度的求解方法。为了分析复合身管强度,建立了复合身管有限元模型,采用包络线加静态分析法和准静态分析法进行仿真分析,按准静态分析法得到的内衬等效应力最大值小于按包络线加静态分析法得到的结果,而按准静态分析法计算得到的缠绕层失效变量最大值大于按包络线加静态分析法得到的结果。经过射击试验验证该复合身管强度满足要求,提出的复合身管设计方法具有一定的参考价值。