低温环境对枪械零件冲击疲劳的影响研究

通过对某型号自动步枪进行低温环境和室温环境下的实弹射击实验,探究低温环境对枪械零件冲击疲劳的影响。低温环境下,击锤零件的疲劳寿命显著降低,与材料轴向疲劳性能测试结果不符。通过对失效零件进行宏观和微观观察,排除加工或者材料缺陷的影响。结合微观断口形貌和力学性能测试数据分析,结果表明:冲击疲劳相对于正常轴向疲劳来说,温度降低,疲劳敏感性升高;冲击疲劳寿命与材料强度和塑性韧性有关,低温回火后冲击韧性较低,随回火温度降低,冲击韧性低于冲击疲劳抗力的下限,疲劳寿命降低。对于长期在低温条件下服役的枪械零件,需要提高材料的低温冲击韧性,保证符合设计寿命需求。

大口径机枪枪管失效规律研究

为了研究大口径枪管在寿命过程中的变化规律,寻找失效原因,对两根不同材料枪管进行了综合寿命试验。分析了内膛阳线直径变化、内膛表面形貌变化、密集度、初速下降率及椭圆弹孔率与枪管寿命之间的关系,得到了某机枪两种寿命相差3000发的寿终枪管的共同规律为:枪管寿终均表现为椭圆弹孔率超过本组射弹量的50%,内膛四锥、五锥的损伤是造成枪管产生椭圆弹孔的根本原因;在射弹量为1 200发时,枪管内膛五锥处的铬层已经严重成片脱落;由于枪管内膛尾部出现了鼓形,用量规测量得到的枪管内膛直径大小并不能反应枪管性能,但尾部阳线直径变化越快,枪管寿命越短。

复杂断面冷弯型钢在线切断模具设计

介绍了一种冲压模具技术在复杂断面冷弯型钢生产线上定尺切断技术的应用。围栏桩冷弯型钢是一种端面复杂并且封闭的型材,为了充分发挥生产线的效率、提高产品质量、改善生产环境,采用冲压模具对围栏桩冷弯型钢在线切断。通过分析围栏桩冷弯型钢的冲压工艺和生产线特点,确定了模具结构及数量,对模具具体设计作了深入分析,从产品展开到模架选择,从确定模具结构到运动过程分析都做了详细探讨,特别阐述了凸模的设计要点。通过实际生产证明这种切断方式具有噪声小、断面质量高和效率高的优点。

不同铝合金基体黑色微弧氧化膜的厚度对其结构和性能的影响

铝合金广泛应用于各个领域,铝合金表面防腐技术前景十分广阔。采用恒流的方式分别在7075、7A04和2A12三种不同铝合金基体表面进行黑色微弧氧化膜层的制备。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验机和电化学试验研究不同铝合金基体表面黑色微弧氧化膜的微观组织、硬度、耐磨性和耐蚀性。随着膜层厚度的增加,膜层的致密度大幅提高,平均孔隙率降低至0.8%,膜层中α-Al_(2)O_(3)的比例增加,耐磨性显著提高,在黑色陶瓷颗粒的自润滑作用下,复合膜层的摩擦因数从0.6降至0.3,摩擦曲线的变化趋势更平稳。黑色膜层厚度从40μm提高到60μm,三种铝合金基体的黑色氧化膜层均明显提高,最高达到916 HV。电化学试验结果60μm黑色微弧氧化膜层的腐蚀电流密度比40μm的降低两个数量级,自腐蚀电位可提高200 mV,钝化性能增强,膜层耐蚀性显著提升。

某大口径机枪内膛损伤对弹头挤进过程的影响研究

为研究大口径机枪枪管寿命过程中内膛损伤对弹头动态挤进过程的影响,分析影响枪管寿命的关键因素,在进行大量射击试验获得枪管内膛损伤发展规律基础上,建立了不同寿命阶段含内膛损伤枪管的精确有限元模型。采用Fortran子程序的方式实现了内弹道过程与显式有限元方法的迭代数值求解,获得了弹头挤进过程中表面形貌及运动姿态随内膛损伤发展的变化数据。对比数值模拟结果与试验数据验证了弹-枪耦合模型的准确性。仿真结果表明:内膛损伤导致的弹头挤进过程中,质心偏移量和弹头摆动角的增加、表面形貌及气动力参数的改变,以及由于导转侧损伤较严重引起的弹头所受导转力和转速下降等3个因素是导致弹头外弹道飞行稳定性降低及枪管寿终的主要原因。研究结果为进一步研究枪管寿终机理,提高枪管寿命具有一定的参考意义。

内膛损伤枪管对内弹道性能和弹头出膛状态的影响研究

为研究大口径机枪内弹道性能和弹头出膛状态受内膛损伤的影响规律,探究内膛损伤导致枪管寿终的关键因素,对某12. 7 mm重机枪进行了系统的寿命试验。分析获得了该枪枪管内膛损伤的主要形式及其随射弹数增加在枪管轴向的分布及演化规律,在此基础上建立了精确的不同寿命阶段内膛损伤枪管的弹-枪热力耦合有限元模型。采用Fortran子程序实现了内弹道过程与显式有限元方法的迭代数值求解,获得了12. 7 mm弹头内弹道性能及出膛状态等随内膛损伤发展的变化规律,将数值模拟结果与寿命试验数据进行对比验证了弹-枪耦合模型的准确性。仿真结果表明:弹头出膛时的扰动量、转速的下降量以及表面形貌的改变量等随枪管射弹数增加而增加,在身管寿命后期表现尤为明显;弹头出膛状态的改变是导致该枪枪管寿终的主要原因。研究结果对进一步分析内膛损伤引起的弹头外弹道性能退化行为,实现从内到外完整地分析枪管寿终机理具有重要意义。

基体材料高温强度对枪管寿命的影响研究

根据界面剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了基于枪管镀层—基体界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪枪管为研究对象,计算了一个冷却周期射击过程中的枪管界面剪切应力,预测了3种不同基体材料枪管的寿命,研究了基体材料高温强度对枪管寿命的影响.研究结果表明,基体材料高温强度是影响枪管寿命的至关重要因素.温度升高引起的界面抗拉强度下降,是导致镀层产生界面破坏以及枪管寿终的重要诱因.增加材料常温强度对提高枪管寿命意义不大,而增加高温强度则可以显著提升枪管寿命.寿命试验结果验证了本文所建寿命预测模型的可用性及预测结果的正确性.

某机枪枪管內膛损伤特征

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿轴向可分为剥落区、过渡区和磨损区。从剥落区至磨损区,膛线起始损伤从阴线逐渐向阳线转变。剥落区和磨损区的损伤速率均较高,而过渡区的损伤速率相对缓慢。在剥落区,射弹量为全寿命的27%时阴线出现大块Cr层掉落,射弹量为全寿命的55%时Cr层已完全剥落。在磨损区,射弹量为全寿命的7%时阳线导转侧已发生明显磨损,射弹量为全寿命的7%增至14%时内径从12. 69 mm升至12. 75 mm.

12.7mm机枪枪管损伤演变规律及其与椭圆弹孔关系

为探明12.7 mm大口径机枪枪管损伤演变规律及其对椭圆弹孔的影响,开展了寿命射击试验研究。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和口径量规对枪管进行观察和测量,得到枪管内膛在寿命周期内的损伤规律。结果表明:12.7 mm机枪枪管损伤存在3个典型区域,分别是线膛起始部位、高膛压区部位、枪管口部;这3个区域损伤速率和方式有所不同;线膛起始区域Cr层脱落速率高,导致内径扩大速率高;高膛压区寿命初期Cr层保留完好,寿命后期发生突变,Cr层脱落加速;枪管口部Cr层几乎没有脱落,损伤以磨损为主。该机枪枪管以椭圆弹孔数超标方式寿终,椭圆弹孔出现的原因是高膛压区部位阳线的Cr层剥落,致使膛线导转能力变弱,弹头转速低,从而导致椭圆弹孔出现。

Pro/E在冲压模具设计中的应用

阐述了三维设计软件Pro／E的特点。结合开发实例，论述了Pro／E在冲压工艺及模具设计中的应用，其中包括钣金件的展开计算、模具压力中心的计算、标准零件库及标准模架库的建立，从而大大地减轻了设计者的工作量。

激光快速成形技术与模具制造

通过介绍激光快速成形技术的原理和特点、常用材料及工艺,分析了激光快速成形技术适合模具的小批量或单件生产,且可以解决传统模具制造业中制造周期长、工艺复杂的问题,阐述了激光快速成形技术在模具制造业中的优势。

激光增强CVD法制备柱状晶结构锆酸镧涂层及其性能研究

使用La(dpm)3和Zr(dpm)4为前驱体,氧气为反应气体,通过激光增强化学气相沉积法制备了烧绿石结构的锆酸镧(LZ)涂层。研究了激光功率、以及前驱体比例对锆酸镧涂层的形貌、晶形、生长取向、沉积速率以及热导率的影响。在优化激光功率的基础上,通过改变前驱体比例La(dpm)3/Zr(dpm)4,确定了LZ的二元形成区,获得了La/Zr=0.75~1.5比例范围内成分可控的LZ单相样品。随着前驱体La(dpm)3/Zr(dpm)4比例的增加,La逐渐取代锆酸镧结构中的Zr,引起晶面间距的减少,导致XRD峰位向小角度方向偏移。研究表明,该方法制得的LZ涂层的热导率可低至0.936W/(m·K),适用于热障涂层及其他高温隔热场合。

环境因素对枪管温度场的影响

本文研究了在外界有、无风的情况下,枪管外表面与外界环境之间的对流换热系数的选取;采用枪管一维热传导的数学模型,以经典内弹道数值计算结果为基础,编程求解了不同环境温度与不同环境风速时的枪管温度场,拟合了两个典型时刻枪管内壁及外壁最高温度随环境温度及环境风速变化的公式,揭示了环境温度与风速等环境因素对枪管温度场的影响规律。研究结果为深入研究枪管烧蚀机理、枪管结构设计和寿命预测提供了可靠的理论依据。

枪管传热过程中复合换热系数的修正

以往在对枪管温度场进行分析计算时,均忽略了枪管膛线、散热槽等特殊结构及枪管对与其接触的零部件的传热对枪管温度场的影响,导致所采用的传统的枪管内、外边界条件均与实际情况有出入。针对此问题,本文引入两个修正系数,且采用非线性最小二乘法拟合了此修正系数与距枪口不同距离之间的关系式,分别对枪管内壁与火药气体之间的复合换热系数及枪管外壁与外界空气之间的复合换热系数进行修正。采用红外热像仪对枪管外壁瞬态温度场进行测试,测试结果分别与修正前后的模型所得的计算结果进行比较,修正后的模型准确可靠。采用修正后的模型对枪管温度场进行进一步的分析计算,得到了不同时刻枪管内、外壁温度沿枪管轴向分布规律。研究结果为深入研究枪管烧蚀机理、枪管结构设计和寿命预测提供了可靠的理论依据。

空降力量倍增器:空降兵综合作战系统

近二十来,各国陆军的未来士兵系统发展得如火如荼,而空降兵的未来士兵系统却未有大的起色。近年,各国开始研发适合空降兵使用的综合作战系统,有的是在陆军未来士兵系统上加以改进,有的则是专门为空降兵置身定做。方式多种多样,但目的只有一个——大大提高空降兵的综合作战能力……