目前对复合材料身管性能的研究日益增多,衡量复合材料身管性能的优劣有两个方面,即:静态性能和动态性能。其中,静态性能指复合材料身管的静态刚强度问题,动态性能指复合材料身管的动态特性。前人对前者研究较多,积累了大量的经验、资料,并获得了复合身管在结构静态设计中非常有用的结论。而对后者研究却比较少,可是,由于实际身管是在高速、强冲击等环境下工作,复合材料身管动态特性的好坏将直接影响到整个火炮系统的性能。源]自=751-`论\文"网·www.751com.cn/
现阶段火炮的装备总是应用在复杂的环境和工程之中。火炮更是一种瞬时、高能、强击发的复杂过程。随着火炮系统提高射击精度、系统优化和动力可靠性的要求、对火炮系统进行动力学分析和研究,推动我国火炮的动态设计有着重大的意义。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
2、建立复合材料身管动态特性模型方程
对厚跨比(h/a)和厚径比(h/R)较大的层合复合材料结构,其剪切变形效应比均质各向同性材料更重要,此时薄板和薄壳理论已不适用,需要采用“厚”板和“厚”壳理论进行研究。
本节通过严密理论推导,从结构弹塑性基本方程、能量方程和虚位移原理中导出一组适用于求解任意曲率(包括扭率)和铺层顺序的复合材料身管结构的方程。最后用有限元法进行了计算,并将计算结果同实验结果进行对比分析。
2.1、柱坐标系下,复合材料结构的基本方程
在圆柱坐标系中,设复合材料身管体内任一点(r,θ,z)在时刻t沿三个坐标r、θ、z轴方向的位移分别为u(z,θ,r,t)、v(z,θ,r,t)、w(z,θ,r,t)。