Adams冲击疲劳试验机方案设计与分析(2)
时间:2018-03-28 10:03 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
枪械工作时，自动机要受到多次的冲击碰撞作用，可以说自动机几乎是在撞击状态下完成自动循环动作的（每发射一发弹头，各机构间将发生数十次撞击）[2]。枪械自动机的主要受力构件,像击针、击锤、拉壳钩等受到重复冲击载荷作用,很容易因受到多次的冲击而导致失效，如抽壳钩的钩嘴在根部断裂，击针破断，击锤钩嘴在跟底部形成较大的应力集中断裂[3]。因此,影响他们的使用寿命的是冲击疲劳强度。此外，我国现装枪械有些自动机寿命明显低于全枪寿命[4]，现在主要靠备份零件的方法来延长枪械的寿命，而这明显与枪械轻量化这一指标相违背。所以，研究开发更高强度，寿命更长的枪械零件是现在研究的首要任务。 对于枪械来说,关于他们零件的动态特性应力分析问题,基本上都能通过实验分析的方法来得到直观明确的结果,而且这种方法不仅仅能够解决实际工程问题，其更大的价值在于能够解决无法用理论知识建立模型的实际存在的问题。但由于目前没有良好的实验条件，加之自动机的工作情况复杂，国内还没有能够精确预测自动机使用寿命的实验机器。 目前对于自动机的主要承力构件寿命的研究手段严重不足,急需研发一种新型自动机冲击疲劳机，来模拟自动机的冲击疲劳加载过程。进行应力分析实验不仅可以提高枪械的设计质量，分析零件失效的原因，而且合理地运用实验还可以达到节省材料，降低生产成本的目的，同时，更重要的是使得工程可靠性有显著的提高。 因此,研发一套自动机冲击疲劳模拟试验系统,对于自动机零件在工作状态下的损伤进行分析，研究其失效的规律和控制方法，以此来提高武器的寿命，减轻武器的重量，提高枪械的可靠性有着非常重要的意义。 1.2 国内外的发展状况 1.2.1 冲击 冲击的一般概念：一个机械系统因受到高变化速率的载荷（机械或非机械的）的作用，是受载部分（构件局部、整体和全系统）原有状态发生急剧变化的现象称为冲击[5]。在机械产品中，有很多部件会因这种冲击导致失效，塑料或陶瓷制品也会在使用或运输过程中发生偶然的撞击使其变形或断裂，如超市中的水瓶子或罐子，你会发现有时候是瘪的。冲击失效是高速负载作用下发生的力学现象。 由概念知，冲击载荷与静载荷区别在于载荷的变化速率，我们用应变速率 间接反映载荷的变化。现在的机械设备中，零件的应变速率一般在10-6～106/s，如表1.1所示。而从实践所得，应变速率 为10-4～10-1/s之间的某值时，为准静态形变，实验为 不变的实验、忽略平面应力、惯性力和恒温过程，此时机械结构可以按照静强度理论进行设计；如果载荷为交变，那么按照一般疲劳强度理论进行结构设计。应变速率 超过10-1/s后，则形变为冲击和动载或者高速冲击。此时，实验动态特征是激波或弹性波传播、惯性力的影响较大，强度的设计要按照动载荷和冲击处理；若载荷重复冲击，那么要按照冲击疲劳强度理论进行设计。 表1.1 应变速率谱与形变类型[6] 1.2.2 疲劳 机械疲劳的定义：机械疲劳是指材料或零件在循环应力和应变作用下在一处或几处逐渐产生局部永久性积累损伤，经过一定的循环次数后，产生裂纹或突发性断裂的过程。 疲劳破坏和传统静力破坏有明显的本质区别[7]：静力破坏是零件在一次最大载荷作用下的破坏,经常有明显的塑性变形,在静力破坏裂口上,一般只会呈现纤文状或粗粒特征;而疲劳破坏则是多次反复载荷的作用,这个载荷大小可以远小于材料的静强度极限,但经历一段时间后，零件被破坏。其破坏通常并没有显著的塑性变形,但是具有更大潜在性的危险。在疲劳破坏的裂口上,总是呈现出两个特征：一部分是由于变形的两个面反复摩擦、挤压、松开形成的平滑区域,另一部分则是由于突然断裂而形成了呈纤文状或粗粒状的断裂面。 (责任编辑：qin) |