[发明专利]基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法

权利要求书

1.一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(一)计算枪炮身管高低温压力曲线；

(二)计算身管理论强度曲线；

(三)采用第四强度理论计算身管理论外形；

(四)身管外形调整；

所述步骤(一)包括如下步骤：

(1)膛压曲线；

(2)计算特征点；

(3)计算之间的数据点；

(4)计算之间的数据点；

所述步骤(二)为：将每组数据点的压强p₁乘以其所在位置对应的安全系数n，得到一系列p_l；各截面的p_l连接起来即得到身管理论强度曲线；

所述安全系数n通过如下方法确定：将火炮身管分为4段：药室部为0～l_ys、膛线起始部为l_ys～L_m+1.5d、膛线中段为L_m+1.5d～L_g-2d、炮口部为L_g-2d～L_g；其中，l_ys-药室部分的长度，d-火炮口径，L_g-身管长度，L_m-弹后膛压达到最大时弹丸底部距离膛底距离；所述药室部的安全系数取0.86；所述膛线起始部的安全系数：浅膛线取0.92，深膛线取1.0；所述炮口部的安全系数：牵引火炮取1.75，自行火炮取1.55；所述炮口部的安全系数取临近两端安全系数的线性插值；

所述步骤(三)为：根据身管理论强度曲线中的最大压强，选取合适的炮钢类型，确定材料比例极限σ_p；通过高低温压力曲线数据线计算身管各截面的p_l；

采用第四强度理论时，按照式(f)计算身管各截面理论外半径r₂；各截面的r₂连接起来即得到身管理论外形；

式(f)中，r₁-身管某截面内半径，r₂-身管某截面理论外半径；

所述步骤(四)为：考虑身管与炮尾、摇架、炮口装置的连接与配合对身管理论外形进行调整，身管各截面实际外半径r_2s连接起来即得到身管实际外形。

2.根据权利要求1所述的一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在最强装药号和新炮的前提下，通过求解内弹道方程组或者试验测试，得到对应-40℃和+50℃的两条膛压曲线，并得到-40℃对应膛压曲线的特征参数以及+50℃对应膛压曲线的特征参数

3.根据权利要求2所述的一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中：

考虑药室部分的长度l_ys，由l_g用式(a)计算L_g；

L＝l+l_ys (a)

由用式(b)计算由用式(c)计算

式(a)和(b)中，m_ω-发射药质量，m_q-弹丸质量，-只考虑弹丸摩擦和旋转的次要功计算系数，火炮取1.02，枪械取1.10；

如此得到5个特征点数据：

4.根据权利要求3所述的一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中：通过-30℃、-10℃、0℃、10℃、30℃的膛压曲线，则可以得到参数点用式(a)和式(c)可以计算出对应的即构成了之间的数据点。

5.根据权利要求4所述的一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中：借助老式内弹道表来求取；

由式(d)计算出装填密度Δ，由式(e)计算出和对应的弹丸相对行程和

式(d)中，W₀-药室容积；

式(e)中，S-身管横截面积；

由Δ和查内弹道表得到系列数据点用式(e)、式(a)和式(c)可计算出对应的即构成了之间的数据点。

6.根据权利要求5所述的一种基于第四强度理论的枪炮单筒身管设计方法，其特征在于，所述步骤(4)中，由-40℃下的膛压曲线，可获取之间的数个膛压点数据：同样，借助式(a)和式(c)可以计算出需要的之间的数据点将各数据点连接起来，即得到身管高低温压力曲线。