155 mm火炮不同膛線結構與彈帶作用力研究

劉 歡，劉朋科，寧變芳，楊 雕，王 軍

(西北機電工程研究所， 陜西 咸陽 712099)

1 引言

火炮在發射過程中，彈丸受到火藥氣體作用于彈底的壓力而與身管產生較高的相對運動。在該過程中，彈帶材料首先被擠入帶有錐度的坡膛，然后被膛線切割，彈帶與身管內膛之間的接觸壓力很大，在擠進結束時，彈丸速度可達幾十米每秒，所以彈帶與身管之間的摩擦具有高速高接觸壓力特性[1-2]。身管內膛在受到彈丸相對摩擦、擠壓、碰撞等作用時會造成磨損,并直接影響身管的使用壽命，因此量化彈帶與身管陽線、陰線、導轉側、非導轉側之間的相互作用力等參數對身管壽命研究具有重要意義[3-4]。

彈丸膛內運動過程是一個非常復雜的過程。該過程中彈帶與身管相互作用：彈帶在擠進過程中存在塑性流動；膛內運動過程中定心部與身管的相互碰撞作用；另外彈丸膛內運動過程中扭轉、橫向以及軸向振動相互耦合，無法得出其解析解。因此，需采用數值計算方法研究彈丸膛內運動期間的彈丸身管耦合系統動力響應。常星星等[5]探究了某大口徑火炮彈丸帶擠進不同膛線類型坡膛時的力學響應，分析了彈帶擠進過程中膛線表面的受力變化，得到了膛線表面單元應力及膛線受到的軸向阻力。梁興旺等[6]以某小口徑火炮為研究對象，對擠進過程中的彈帶受力以及彈丸擠進膛線過程的有限元仿真進行了分析。陸野等[7]建立了不同坡膛角下考慮槍管及彈頭結構特性、本構非線性等因素的三維有限元模型，分析了不同坡膛角對彈頭擠進過程的影響，獲得了不同坡膛角下擠進阻力隨擠進位移的變化數據。……