身管内膛尺寸激光检测系统标定与实验

基于研制的身管内膛检测机器人,对其激光位移传感器及PSD二维位置传感器在内膛检测装置中的相对安装位置误差进行了深入研究。提出了基于精密三维移动台及精密转台的标定测量方法,分析了身管内膛测量装置的工作原理及控制方法,并且对PSD与激光位移传感器之间的轴偏角及轴偏距进行了精确标定,阐述了具体的标定方法及步骤。通过对标定测量数据统计分析,确定了测量器件的关键位置参数。经160 mm标准管道的实验对比分析,表明该标定方法能够消除测量器件安装位置误差,保证了整个系统的检测精度,提高了测量结果的准确性。

火炮身管内膛表面材料强度退化机理研究

火炮射击过程中身管在热、力、化学等因素作用下平均每发射弹会产生微米级的内径扩大,是造成身管寿命终止的主要原因,研究内膛表面材料性能变化对揭示身管寿命机理具有重要意义。通过分析某寿命终止155 mm口径身管内膛表面材料组织和性能,获得了身管不同部位内膛表面材料组织形貌、厚度及力学性能。结合身管温度梯度分析及烧蚀模拟试验,揭示了身管内膛表面材料性能退化机理及其与射弹发数关系。研究结果表明:身管寿命初期,在火药燃气作用下内膛表面材料相变形成硬化层,硬化层厚度与火药燃气温度及作用时间相关;身管烧蚀磨损发生在硬化层表面,硬化层常温下硬度和强度比基体高1倍,呈现硬脆特征,高温下硬度和强度迅速下降,在弹带摩擦及气流冲刷下造成身管内径扩大。

身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化行为研究进展

现代战争对身管武器技战术指标的要求不断提高,身管内膛镀铬层-钢基体界面在服役过程中的损伤退化制约着高性能武器的发展。为揭示身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化的行为与机制,简述了身管内膛镀铬层的制备过程,并对身管内膛镀铬层-钢基体界面损伤退化行为的过程、影响因素以及研究方法等近年来的研究工作进行了综述,最后对该领域未来研究的发展以及延缓身管失效的途径进行了展望。

火炮身管内膛烧蚀现象研究

针对各类火炮身管的内膛烧蚀现象在统计基础上加以综合分析,以便进一步加深对火炮烧蚀机理的认识,总结出影响烧蚀的因素,提出提高炮身寿命的措施,为减缓火炮的烧蚀提高火炮寿命提供参考和依据。

火炮身管内膛擦拭及影响

简述了人工手动擦拭、半自动擦拭和自动擦拭的优缺点及应用,并分析了身管内膛特别是膛线起始部的擦拭对起始弹道中弹丸挤进压力、首发近弹、胀膛、膛炸、身管寿命等的重要影响。分析表明,研制新的擦拭剂,开发新的擦拭工艺对实现高效、环保、经济的身管内膛维护保养至关重要。

火炮身管内膛表层温度及其梯度规律研究

火炮射击过程中高温火药燃气可使身管内膛表面材料强度降低、发生相变甚至形成熔融态,加速身管内膛表面形成烧蚀、冲刷、磨损及开裂等损伤,研究身管内膛表面温度及梯度对揭示身管损伤机理具有重要意义。以大口径155 mm火炮身管对象,建立身管热-结构耦合动力学模型,仿真研究阳线棱边倒角、表面镀铬等对身管内膛表层温度的影响规律,结合实弹射击试验后身管内膛表面热影响层检测对仿真结果进行对比。研究结果表明:身管内膛表层温度沿径向快速衰减,形成极大的温度梯度,表面温度达到1500℃、190μm处温度超过727℃;阳线棱边存在明显的热累积,温度比阳线表面高出300℃以上,阳线棱边倒角后温度约降低100℃;内膛镀铬后可使基体温度降低约400℃。

火炮身管内膛直线度无损检测系统

火炮身管内膛直线度的自动检测系统是应用计算机实时控制实现高精度、高效率的自动无损检测。该系统集计算机、电子、机械和光电检测技术于一体 ,解决了火炮装备制造系统的检测和监控中的关键技术问题 。

火炮身管内膛疵病检测现状与展望

简要回顾了火炮身管内膛疵病的光学检测方法及其局限性，详细介绍了目前重点研究的光电窥膛检测方法，分析了取得的成果和存在的问题。对火炮身管内膛疵病检测的发展方向进行了预测与展望，指出基于机器视觉的研究是一个新的方向。探讨了今后的研究思路，提出首要的任务是在软件方面实现“采集一识别一判定”的自动运行，为此需要重点研究疵病检测的机器视觉图像信息、图像的纹理特征分析技术、疵病评定体系等3方面的内容。

多功能便携式火炮身管内膛擦拭机的设计

介绍了火炮身管内膛擦拭机的结构组成、工作原理与特点。分析了火炮身管内膛擦拭机的设计要点。试验样机的测试结果表明,本文设计的火炮身管内膛擦拭机携带方便、安装简易、操作便捷、自动化程度高、擦拭效果好、适用范围广,达到了预期的设计效果。

火炮身管内膛直线度自动检测系统

介绍用于火炮身管内膛直线度检测的自动检测系统 ,说明了该系统的直线度检测方案、系统软硬件构成、各部分功能和实现 。

身管内膛与弹丸前定心部接触碰撞响应分析

为了研究膛内运动过程中身管内膛与弹丸前定心部间的接触碰撞响应特性,以某口径火炮为原型,建立了身管内膛与弹丸前定心部接触碰撞有限元弹塑性动力学模型,模拟实际接触碰撞过程;为确保所获有限元模拟结果具有较高精度,分别从模型收敛性和罚因子设置两方面,对所建立的身管内膛与弹丸前定心部接触碰撞模型进行验证;基于已验证的有限元模型,对比分析不同初始接触碰撞速度及不同内膛磨损程度下相关接触碰撞物理量变化规律。结果表明:①接触碰撞过程能量损失与初始接触碰撞速度密切相关,初始接触碰撞速度越大,接触碰撞过程中的能量损失也越多;②接触碰撞最大时刻,与弹丸前定心部发生接触碰撞的身管膛线条数接近身管总膛线条数的一半。

火炮身管内膛表面疵病检测系统的设计与研究

为了评估火炮在使用中的可靠性,设计了一种针对滑膛炮身管内膛表面疵病的检测系统,通过激光位移检测技术实现疵病的宽度、深度和轴向位置的同时检测。系统设计行走机构携带激光位移传感器进入身管内膛,利用传感器对疵病位置表面扫描并采集该位置的位移数据,对采集到的位移数据进行处理和分析,实现疵病位置内膛表面轮廓构建,根据行走机构的设计尺寸分析和疵病深度、宽度的测量,根据传感器的轴向位置实现疵病轴向位置的精确测量。实验表明:检测系统设计完整,能够有效地完成身管内膛疵病检测工作,具有重要的工程实用价值。

身管内膛流动镀铬新工艺

为解决步枪身管内膛镀厚铬质量难把控的难题,提出了流动镀铬新工艺,探讨了流速、阳极供电方式等工艺条件对流动镀铬的影响。结果表明:采用双端电流强制均匀法的流动镀铬工艺能有效解决镀后锥差大、“腰鼓”等缺陷问题,镀后铬层尺寸的一致性较好,身管一次镀铬合格率由原来的30%提高到了90%。

火炮身管抗磨损烧蚀技术及发展动向

火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式,越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。本文简述了身管内膛磨损烧蚀形成机理、常见形式和抗磨损烧蚀破坏的研究目标及有关的技术措施、发展动向。

磁性磨具在身管光整中的应用研究

现有身管生产中的光整加工工序质量很大程度上依赖于工人的技术水平,因此,利用磁流变液作为载体设计一种软性的磨具,对拉削膛线后的身管进行光整加工是一种较好的选择。在分析了这种软性磨具的工作原理及身管这种导磁材料利用磁流变液加工的可行性后,对进行光整加工所需要的磁场强度能否实现进行了理论分析与计算。

“火炮身管烧蚀磨损机理及寿命提升技术”专题序言

未来战争形态和作战样式将形成以网络为中心、以信息为主导、以火力为主战的一体化联合作战模式。火炮是各国军队装备数量最多、使用最广泛的武器之一,为了能适应未来作战需求,必须将高速机动、远程精确打击、高效毁伤作为主要发展目标。随着火炮威力性能的不断提高,发射过程的高温、高压、高速等特征更加显著,导致身管内膛工作环境更恶劣,烧蚀磨损程度加剧,身管寿命大幅度降低,这已成为严重制约火炮性能稳定发挥的重要因素。国内外相关研究人员一直高度关注火炮发射过程身管-火药燃气-弹丸之间相互作用产生的烧蚀磨损机理、抗烧蚀磨损技术、身管寿命评估等问题,但是这些研究都没有形成完整的技术体系,尤其是在基础性和共性的科学问题研究方面显得十分薄弱。例如,对身管内膛镀铬层的破坏机理和损伤规律研究还处于空白状态。近年来,我国加大了对火炮身管烧蚀磨损机理及寿命提高技术方面的应用基础和工程技术研究,取得了阶段性研究成果。

火炮身管抗磨损烧蚀技术及发展动向

火炮身管内膛磨损烧蚀这一射击过程中固有现象是火炮身管的主要失效形式,越来越成为阻碍火炮威力提高的重要因素之一。本文简述了身管内膛磨损烧蚀形成机理、常见型式和抗磨损烧蚀破坏的研究目标及有关的技术措施、发展动向。