基于ABAQUS的身管涂層磨損行為研究.pdf

1、目前，對(duì)自動(dòng)武器射擊精度的要求越來(lái)越高，彈丸在發(fā)射過(guò)程中，2000℃～3000℃的高溫火藥燃?xì)鈱?duì)身管產(chǎn)生熱沖擊，而且作用時(shí)間極短，這樣會(huì)在內(nèi)膛表面附近產(chǎn)生瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)溫差效應(yīng)，使內(nèi)膛表面產(chǎn)生非常大的熱應(yīng)力。連續(xù)發(fā)射時(shí)，連續(xù)脈沖式的高溫?zé)釠_擊會(huì)加劇身管的熱累積使身管膨脹，大的熱應(yīng)力加上彈丸的摩擦?xí)箖?nèi)膛表面產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致射擊精度降低、身管壽命縮短。
　　本文以89式12.7mm的重機(jī)槍為例，利用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，采用動(dòng)態(tài)的顯式求解器

2、，利用ABAQUS有限元仿真軟件對(duì)身管的磨損行為進(jìn)行了研究。身管的摩擦磨損研究主要集中在：首先對(duì)傳熱學(xué)和摩擦磨損的模型進(jìn)行基本理論分析。結(jié)合內(nèi)彈道學(xué)理論和傳熱學(xué)對(duì)身管的熱交換形式進(jìn)行理論分析，并求解火藥燃?xì)獾臏囟鹊壬砉軣醾鬟f過(guò)程中所需的邊界條件。其次對(duì)本文所使用到的物理量與量綱單位以及所用到的材料屬性與參數(shù)進(jìn)行收集歸納，建立本文所用的摩擦磨損模型。分別對(duì)模型的網(wǎng)格、材料本構(gòu)關(guān)系、身管磨損特性進(jìn)行分析，確定本文所用到的網(wǎng)格密度和網(wǎng)格類(lèi)型以

3、及材料的本構(gòu)模型。第三模擬連發(fā)120發(fā)狀態(tài)下身管的磨損特性，分析子彈射擊速度、火藥流體溫度和火藥壓力對(duì)身管的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響，然后對(duì)身管的熱力學(xué)特性進(jìn)行詳盡的分析。最后對(duì)子彈在膛內(nèi)的高速運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，建立子彈與涂層摩擦生熱的等效模型，運(yùn)用顯式動(dòng)力的求解方法，對(duì)身管熱力學(xué)特性進(jìn)行分析，從而得到摩擦生熱對(duì)身管涂層熱力學(xué)特性的影響。
　　子彈對(duì)身管涂層的摩擦磨損行為的研究，顯示了身管涂層的磨損量和磨損狀態(tài)的分布，以及子彈發(fā)射次數(shù)