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    2.2 自紧方案的选择 7

    2.3 自紧理论 8

    2.4 自紧身管设计 20

    3 自紧工装设计 28

    3.1 自紧冲头设计 28

    3.2 机械自紧的润滑问题 30

    3.3 自紧夹具设计 31

    结论 34

    致谢 35

    参考文献 36

    本科毕业设计说明书 第 1 页

    1 引言

    现代高膛压火炮是为了应付日益发展的坦克装甲防护出现的,因此,高膛压火炮应用范 围主要是坦克炮和反坦克炮[1]。尽管口径增大会增加后座阻力,加大全弹尺寸,减少弹药基 数,会给装填带来不便,但火炮口径仍有增大的趋势[2]。高膛压大口径火炮的出现,随之而 来也带来了一些新的问题,如炮膛的燃蚀、身管的寿命等[3]。

    1.1 选题背景及意义

    本课题为 125mm 自紧身管及其工装设计,目的是研究 125mm 自紧身管设计的相关问题, 通过对身管使用条件、自紧工艺分析,提出自紧方案,进行自紧身管设计,设计自紧工装。 从而解决大口径高膛压火炮的相关问题。

    自紧身管是由一个毛坯制成的,从形状结构上来看,类似于单筒身管,只是一般在身管 精加工前,需要经过一定的特殊处理,使管壁内产生有利的残余应力,从而提高身管的疲劳 寿命和弹性强度极限[4]。自紧身管的原理主要是在身管内部施加高压,迫使管壁内产生一定 的塑性变形[5],根据身管变形的特点,即沿在管壁厚度上变形是不均匀的。因而在内压逐渐 增大时,身管内表面首先产生塑性变形,然后其中塑性区向外扩展,在身管内表面上最大, 逐渐向身管外表面减小,自紧后,身管管壁内的弹性变形有恢复到原位的趋势,但由于塑性 变形阻止弹性变形的恢复,如果把自紧身管看成由无穷多层的薄圆管组成,那么层与层之间 产生有压力作用,这样的自紧身管就像是一个无限多层的筒紧身管,产生了比筒紧身管更合 理的残余应力分布。当发射时,能使管壁内的应力分布比较均匀,从而提高了身管的弹性强 度极限,同时也可提高身管的疲劳寿命。此外,由于自紧时对膛内施以高压,可及时发现和 排除毛坯中的疵病。防止身管在战斗使用中发生意外事故。自紧原理还可以应用于活动身管 炮身的内管和筒紧炮身的内管,从而使这些炮身的强度进一步提高[6]。自紧身管的优点有如 下几个:

    (1)提高身管的强度 在相同强度下,同样大小的情况下,对比于单筒身管,自紧身管的强度可提高约 70%或

    以上。

    (2)节省大量合金元素 因为自紧身管大大的提高了强度,所以在身管尺寸大体相同的条件下,可以采用强度级

    别较低的材料

    (3)有利于提高身管的寿命

    第 2 页 本科毕业设计说明书

    其一,实验表明,身管耐烧蚀性能是随其含碳量的降低而提高,而自紧身管可以采用含 碳量低的合金钢;其二,实验表明,一些高强度炮钢身管多次发射以后,在膛内产生的裂纹 并随着发数的增多而扩大,最后贯穿管壁引起身管破裂,这就是所谓的疲劳破坏。身管自紧 可以使身管疲劳寿命得到明显的提高[7]。论文网

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