防护板 128 7。1%

耳轴 17。6 1。0%

其它零部件 75。4 4。2%

该火炮重心位置在耳轴前方，因此在装配过程中，需要增加配重铁，使火炮整体处于平衡状态，这样整炮的重量进一步增加。而且其反后坐装置处于火炮上方，火炮射击的时候驻退机与复进机运动产生的拉力使得火炮后坐部分受力不均，会对火炮射击的精度产生负面影响。因此，需要对该火炮进行结构上的改进和轻量化设计。

本文主要对影响火炮质量的主要零部件，即炮身、摇架、反后坐装置等零部件进行轻量化结构优化设计，在满足武器装备轻量化需求的同时，开展火炮身管、摇架的强度计算及反后坐装置的校核。

3。1 炮身轻量化结构设计

炮身是火炮的一个重要部件，它的主要作用是承受火药燃气压力，导引弹丸运动，并赋予弹丸一定的初速。炮身的主要组成零件是身管、被筒、炮尾、闩体、炮口制退器和其他附件，如图3。4所示。炮身设计是根据火炮总体对炮身的战术技术要求进行的。对炮身的战术技术要求主要包括：具有足够的强度（发射时不能出现永久变形），具有足够的刚度（身管弯曲不能过大，炮尾受力变形不能过大），具有足够的寿命（保持良好的弹道性能），满足总体对质量、质心、刚度、连接等方面的要求及男足材料要求（来源容易，加工方便）。按照坦克炮的组成，炮身的重量占40%以上，而本文研究的105mm坦克炮其炮身所占比例达到了66。9%，因此炮身的轻量化设计好坏在一等程度上决定了火炮的轻量化设计。从国外技术发展情况看，实现轻量化目标主要有新材料、新原理和新结构等三条技术途径。其中，高强度新材料是实现轻量化的主要措施之一。

1。身管  2。被筒  3。制转筒  4。闩体  5。炮尾  6。导箍  7。炮口制退器

图3。4  炮身的组成

3。1。1 身管轻量化结构设计

身管是炮身的重要零件，在发射时承受高压火药燃气的作用。身管除需要有足够的强度保证发射安全性外，还需要尽可能的提高身管刚度，以减小身管口部的挠度和发射时的颤动。提高身管刚度一般采用增加身管壁厚、尽可能减短其长度、增加外套筒等方法，而增加身管壁厚会增加身管重量、减短身管会对内弹道性能产生影响、加装身管外套筒会使火炮重量增加。在身管负载增加时，轻量化设计意味着要减小身管壁厚，造成火炮总体结构设计难度加大，对身管炮钢材料的强度要求更高。本文研究的某105mm坦克炮身管长5347mm，采用的炮钢材料屈服强度1173～1310MPa,并采用机械自紧，重730kg。文献综述

身管强度设计是身管设计的一项基本任务，其目的是以内膛火药燃气的最大压力曲线（身管设计压力曲线）为依据，应用厚壁圆筒理论和强度理论，确定身管的材料和壁厚，使其具有足够的强度和刚度，保证身管弯曲量不能过大和发射时身管不出现永久变形，而且具有较高的寿命，即能在较长的时间内保持规定的战斗性能。根据提供的参考数据，编程并计算其身管强度，结果见表3。2：

表3。2 某105mm坦克炮机械自紧身管强度计算

长度 毛坯内径 毛坯外径 身管内径 Creo+ANSYS火炮轻量化设计分析(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_85137.html