基于ABAQUS的身管涂層磨損行為研究.pdf

1、目前，對自動武器射擊精度的要求越來越高，彈丸在發(fā)射過程中，2000℃～3000℃的高溫火藥燃氣對身管產(chǎn)生熱沖擊，而且作用時間極短，這樣會在內(nèi)膛表面附近產(chǎn)生瞬時的動態(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，連續(xù)脈沖式的高溫?zé)釠_擊會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的重機槍為例，利用計算機模擬仿真技術(shù)，采用動態(tài)的顯式求解器

2、，利用ABAQUS有限元仿真軟件對身管的磨損行為進行了研究。身管的摩擦磨損研究主要集中在：首先對傳熱學(xué)和摩擦磨損的模型進行基本理論分析。結(jié)合內(nèi)彈道學(xué)理論和傳熱學(xué)對身管的熱交換形式進行理論分析，并求解火藥燃氣的溫度等身管熱傳遞過程中所需的邊界條件。其次對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)進行收集歸納，建立本文所用的摩擦磨損模型。分別對模型的網(wǎng)格、材料本構(gòu)關(guān)系、身管磨損特性進行分析，確定本文所用到的網(wǎng)格密度和網(wǎng)格類型以

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身管的溫度場和應(yīng)力場的影響，然后對身管的熱力學(xué)特性進行詳盡的分析。最后對子彈在膛內(nèi)的高速運動進行受力分析，建立子彈與涂層摩擦生熱的等效模型，運用顯式動力的求解方法，對身管熱力學(xué)特性進行分析，從而得到摩擦生熱對身管涂層熱力學(xué)特性的影響。
　　子彈對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)