ABAQUS复合材料模拟身管超高压加载试验系统设计(4)
时间:2018-08-25 14:34 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.2 复合材料身管强度特性分析 复合材料的发展是我们对其在武器装备中的应用前景倍感乐观，对于火炮这一武器，复合材料模拟身管的设计，无疑具备诸多优点，尤其是复合材料本身最突出的优点，刚度与重量的比和强度与重量的比很高，设计复合材料火炮身管就是要利用这点。为了为复合材料身管的强度设计提供理论参考，通过对复合材料身管进行强度分析，借由理论分析的方法获得复合材料身管的应力应变分布规律，再进行强度校核就能达到目的。 通常采用复合材料板壳理论对复合材料结构进行强度分析，理想地使用这个理论时选择忽略板壳的法向应力，仅考虑板壳表面的应力和横向剪切应力，而在实际的工程应用中，显然是不精确的，复合材料结构具备的必然是三文的应力状态分布，所以，必须从三文结构力学理论出发，建立相应的理论模型，从而提高强度分析的准确性。 通过理论推导可以得到简单的复合材料典型结构强度问题的弹性力学一般解，相比较而言困难的是获取实际的复合材料身管整个身管的解析解，因此，在实际的应用工程中一般采用有限元等数值方法。本章基于复合材料身管力学模型，对复合材料身管进行强度特性分析，采用三文有限元分析获得身管的应力应变分布，再进行强度判断，获取准确结果，为复合材料身管的强度特性评价提供证据。  图2.3.1复合材料模拟身管基本结构 上图为复合材料模拟身管基本结构，其受力也由图表示，身管是典型的回转体结构。图示各符号含义： 轴为中心对称轴， 轴表示径向， 轴表示切向，1轴表示复合材料纤文方向，2轴表示纤文垂直方向，3轴与 轴方向相同, 为1轴和 轴的夹角。复合材料身管是由单向复合材料层合缠绕而成，缠绕角为 ，相邻 缠绕层称为一个 单元，宏观上表征为正交异性、三个方向为沿 方向的正交材料轴。 图2.3.2 两种材料界面结构示意图 图2.2.2是AB两种材料在柱坐标 下的界面结构示意图，其中 为二种材料的界面。根据图2.2.1和图2.2.2所示，结合相关计算公式可以计算得到整个复合材料结构中的各个应力应变和位移数据，继而可以对其强度进行分析。 图2.3.3复合材料身管复合位置示意图 图2.3.4复合材料身管复合结构图 复合材料身管复合方案为前部局部复合，图2.2.3表示了某口径火炮身管复合位置的示意图，图2.2.4给出了在本章简要记叙建立复合材料模拟身管有限元模型的步骤之后得到的复合材料身管详细的复合结构图，在此基础上对该复合材料模拟身管进行强度特性的分析和校核。 本文中心在于超高压加载试验系统的设计，在此不做详细陈述。 3 测试系统（技术）的基本理论 3.1 概述 获取信息的活动室人类最基本的活动之一，这是人类对自然界的认识与改造不可或缺的方式，人类对客观世界的认识和改造总是以测试工作为基础的。测试技术[19]主要包括测量技术及试验技术两部分。在工程上测试的定义是指，利用一定的科学技术手段定量地获取某种研究对象原始信息的过程。这里所说的“信息”是指事物的状态或者属性，如火炮膛内的燃气压力、温度、燃速是其膛内的基本信息。测试的目的是获取信息，信息的载体是信号，测试是得到被测参数信息的技术手段。本设计的超高压加载试验系统，目的是获取复合材料模拟身管在承受超高压载荷产生的应变信息，经由应变片的传感作用产生电信号，在系统设备的传递和转换最终被采集得到相应的应力数据，从而测定身管相关性能指标，进行参数调整，为身管强度特性的分析提供条件。 (责任编辑：qin) |