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    摘要轻量化是迫击炮发展趋势之一，本课题以某迫击炮身管为研究对象，在其三文实体模型的基础上，依据有限元网格划分的基本原则，建立身管的有限元网格模型。根据其实际工作情况定义了载荷和边界条件，并进行了膛压、温度及两种载荷联合作用下的有限元分析。参照有限元计算的结果，对铝合金和钛合金材料身管进行有限元分析，与原材料身管刚强度和重量的对比分析，表明使用轻质合金对身管轻量化设计是行之有效的，可以为工程设计提供一定的理论依据和参考。25818
    关键词：  迫击炮、身管设计、合金材料、热应力、轻量化、有限元分析
    毕业论文设计说明书外文摘要
    Title    Lightweight design of the mortar barrel      
    Abstract
    Lightweight is one of the trends of the development of mortars. This paper chooses the mortar tube as the research object. Based on the three-dimensional solid model of the turret structure, the finite element mesh model of the gun turret is established according to the basic principles of the finite element meshing. According to the actual work situation, the loads and boundary conditions are defined and the finite element analysis of the pressure, temperature and two kinds of loads are carried out. Referred to the results of the finite element analysis, finite element analysis of Al alloy and Titanium alloy material body tube, comparison and analysis of strength and weight of raw materials and tubes. It is indicated that the lightweight design of lightweight alloy is effective for the design of body tube, and can provide some theoretical basis and reference for engineering design.
    Keywords：  Mortars  Barrel design  Alloy  Thermal stress  Lightweight  Finite element analysis
    目录
    1  绪论    1
    1.1  选题的背景和意义    1
    1.2  国内外发展现状    1
    1.2.1  有限元分析    1
    1.2.2  轻量化的发展    3
    1.3  课题内容和任务    4
    2.1  有限元法    5
    2.2  热应力分析    6
    2.3  身管有限元建模    10
    2.3.1  身管的网格划分    10
    2.2.2  身管载荷和边界条件的确定    11
    2.2.3  身管的有限元模型    11
    2.3  身管刚强度计算与结果分析    12
    2.4  本章小结    15
    3  轻质合金材料身管的刚强度分析    17
    3.1 不同材料模型    17
    3.2    铝合金身管有限元建模及分析    17
    3.2.1 膛压作用下的计算结果    18
    3.2.2 热应力计算结果    18
    3.2.2 耦合载荷作用下的计算结果    19
    3.3  钛合金身管有限元建模及分析    20
    3.3.1 膛压作用下的计算结果    21
    3.3.2 热应力计算结果    22
    3.3.2 耦合载荷作用下的计算结果    23
    3.4 不同材料身管的轻量化效果分析    23
    3.5 本章小结    24
    结  论    25
    致  谢    27
    参考文献28
    1  绪论
    1.1  选题的背景和意义
    迫击炮自问世以来就一直是支援和伴随步兵作战的一种有效的压制兵器，是步兵极为重要的常规兵器。迫击炮是指弹道十分弯曲、射程较近、初速小（小于400 m/s）、身管短（10倍~20倍口径）、射角较大（45°~85°）的火炮，俗称“隔山丢”。 它不仅能打击加农炮和榴弹炮所射击不到的隐蔽目标，又较好地填补了火炮与机枪间的火力空白，是近距离支援步兵的有效火力。因为迫击炮属于单兵作战武器，所以迫击炮大多数为轻便型。为了适应现代战争，轻量化成为同口径迫击炮的一大发展趋势。国内外都在做这方面的研究。将迫击炮炮身轻量化，在炮身能满足一定的强度要求、刚度要求和热应力要求的前提下，减少炮身的质量，可以减轻士兵的负担，从而有更强的战场机动性，适应情况多变的战场，因此迫击炮炮身轻量化设计是迫击炮发展的趋势之一。
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