针对某转管航炮射击时闭锁机构的受力情况和闭锁机构的结构特点,建立炮尾与炮闩闭锁装配体的有限元模型,进行非线性接触状态有限元分析。基于八面体剪应力强度理论的单参数屈服准则,分析炮尾-炮闩闭锁齿部位的应力分布情况。结果表明,炮尾和炮闩危险截面处应力小于材料的动态屈服极限,结构有一定的安全余量,炮尾和炮闩可以安全工作。同时分析炮闩闭锁齿接触面处的挤压应力,并将其与某转管舰炮闭锁齿相同部位处的挤压应力进行对比。结果表明二者在接触面积相差不大的情况下,接触面挤压应力明显降低,说明此闭锁机构的结构设计较为合理,应力分布情况良好。本文研究成果对类似转管火炮闭锁机构的结构设计具有一定借鉴意义。
Aimed to force situation and structural characteristics of locking mechanism at gatling aircraft gun firing, building finite element model of the assembly of a breech mechanism in locking condition, analyzing finite element of nonlinear contact states ,one-parameter yield criterion based on octahedral shear stress strength theory, analyzing stress distribution of locking teeth,the results show that the stress of the hazardous section of locking mechanism is less than the dynamic yield limit of the material and has a certain margin. comparing with gatling naval gun extrusion stress of locking teeth, in the case of little difference in contact area, significantly reducing extrusion stress, it shows that locking mechanism design is more reasonable, the stress distribution is better, having certain reference significance for locking mechanism design of similar gatling gun.
2022,44(21): 176-181 收稿日期:2022-03-30
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2022.21.037
分类号:TJ392
作者简介:谢锋(1980-),男,硕士,高级工程师,主要从事小口径火炮研发工作
参考文献:
[1] 朱延飞, 魏立新. 基于故障树的某闭锁机构故障原因仿真分析[J]. 兵器装备工程学报, 2019, 40(1): 44–46
[2] 杨明光. 自动机旋转闭锁机构的耐久性提升研究[D]. 太原: 中北大学,2021.
[3] 夏建国, 王来生. 高膛压炮尾失效分析[J]. 兵器材料科学与工程, 1991, 117: 15–20
[4] 安俊斌, 李强, 谭庆, 等. 基于ABAQUS参数化的身管尾部定位槽强度分析方法[J]. 兵工自动化, 2016, 35(10): 12–16
[5] 项立银, 顾克秋. 基于响应面法炮尾炮闩6σ稳健优化设计[J]. 机械制造与研究, 2011: 20–22
[6] 付帅, 顾克秋, 等. 基于有限元的炮尾结构优化设计[J]. 机械制造与自动化, 2014(3): 137–140
[7] 俞茂宏. 强度理论百年总结[J]. 力学进展, 2004, 34(4): 529–560
[8] 俞茂宏. YOSHIMINE M, 强洪夫, 等。强度理论的发展和展望[J]. 工程力学, 2004, 21(6): 1–20
[9] 葛书强, 杨彬. 基于应力理论的舰炮炮尾抓钩强度分析[J]. 舰船科学技术, 2021(8): 175–181
[10] 付立华. 某航炮自动机动力学仿真及其关重件强度分析[D]. 南京: 南京理工大学, 2011.
[11] 谈乐斌, 蔡樑, 袁人枢. 厚壁圆筒动态强度的有限元分析和实验研究[J]. 弹道学报, 2010, 22(4): 86–88
[12] 张相炎, 郑建国, 袁人枢. 火炮设计理论[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2014.