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3.6 步长增量的设定 ....... 20
3.7 后处理过程 ... 21
4 药筒挤压成形过程模拟分析 ...... 22
4.1 挤压过程模拟分析..... 22
4.1.1 载荷行程分析 .... 22
4.1.2 挤压过程各参数分布变化 .... 23
4.2 成形过程中不同参数的影响 ....... 32
4.2.1 挤压温度的影响 .... 32
4.2.2 挤压速度的影响 .... 35
结论 ........ 41
致谢 .. 43
参考文献44
1 绪论
1.1 课题背景和选题意义
上个世纪初，源于第一次和第二次世界大战的影响，武器轻量化成为轻武器发展的重点方向。轻量化的目标是在不增加单兵负重的情况下，尽可能的提高单兵作战能力。对于单兵而言，弹药携带量的增加对战斗力的提高最显著。
要提高弹药携带量并不像提高本身这样简单，因为单兵的携带总量是一定的，超重总是会带来各种“麻烦”。以美军为例，在伊拉克战中，陆军士兵野战行军标准负荷25kg，但实际负荷达到了35kg，而在阿富汗战场上单兵平均负重竟接近50kg，超重负荷极大的降低了士兵的作战反应力和机动性。因此，实现轻量化武器装备是必不可少的。对于轻武器装备来说，轻量化是一项重要战术技术指标，它决定着单兵负荷的高低，除了能让增加作战部队的弹药携带量，携带方便性还能提高弹丸速度、威力以及作战部队的快速反应力和作战机动性。轻量化已经成为了武器装备设计的发展趋势，有着强烈的军事需求背景[ ~ ]。
实现武器装备的轻量化通常有两种途径：一是结构优化，在保证相同使用功能的情况下，尽可能简化结构，把复杂结构简单化或者去掉不必要的结构；另一种方法是材料轻量化，选用质量较轻的材料代替原有材料，从而达到减重的目的。对于弹药来讲，由于本身结构相对简单，采用第一种方法实现轻量化目的有一定难度，且要满足打击火力要求，弹头重量必须保持一定，为了增加携弹量，只能采用满足强度要求而且质量比钢壳和铜壳更轻的材料来减少药筒的重量，来实现轻量化的目的。
国内外，通过材料轻量化而达到装备轻量化的案例有很多。如：美国的M102式105mm榴弹炮的诸多部件如大架、摇架、前座板、左右耳轴托架等结构由于采用了轻金属，其质量不到原来的一半，射程反而增加了；英国的“蝎”式坦克，包括装甲体、底座、负重轮、刹车盘、座椅、炮塔座圈和油箱在内的多种零件部件也都采用了轻质金属，这使得坦克的整体质量得到极大地降低；苏联AR-74型5.54mm突击步枪的弹匣采用复合材料制作，其质量仅为0.23kg，比金属弹匣轻28.5%；美国的M777 155mm大口径火炮大量采用轻合金，重量只有4t左右，可以通过直升飞机空投，这极大地提高了空降部队的机动性和作战能力；美国现在正研制的某新型单兵作战系统，在保证功能的基础上，很多零件采用了轻量化材料，重量仅8kg左右，但减质研究工作却仍在进行；在我国，12.7mm单管高射机枪系统，上世纪50年代重量达到了180kg，而到了80年代竟减轻了140kg，到了90年代又减轻了14kg，7.62mm机枪系统，上世纪50年代达到40kg，到了80年代减轻到了15.5kg，减重达50%以上。
在药筒的轻量化研究方面，铝合金是一直以来用作替代钢壳、满足轻量化这一目的的研究重点和热点材料。例如，一个口径为30mm的铝弹壳的重量仅仅只有钢弹壳或黄铜弹壳的1/3，即同样的携重量下，铝制弹药量是钢制弹药量的三倍，夸张地说发射6000发30mm口径的子弹，大约需要铝一吨，而使用钢或铜却需要三吨，明显可见，采用铝能减轻重量而且可以使大携带量成为可能。美国已经成功实现铝药筒的生产制造[ ]。
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