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摘要由于火炮射频越来越高，身管受热增加，因此研究身管受热对内弹道性能的影响具有重要意义。利用单一装药的经典内弹道模型，并通过建立身管的一维径向传热模型，针对 155mm 口径火炮多发连续射击过程从身管受热导致药室容积变化、炮膛横断面积变化、启动压力变化以及热散失等方面计算分析了身管传热对内弹道性能的影响。计算结果具有一定的工程参考价值。61026
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毕业论文关键词：火炮；内弹道；身管；传热；数值模拟
Title: Calculation And Analysis Of The Effect Of Heat Transfer On The Interior Ballistic Of Gun Tube During Continuous Firing Abstract As more and more high rate of fire and increasing gun tube heating, the study of effect of gun tube heating on the interior ballistic performance is of great significance. Classical interior ballistic equations and a one-dimensional gun tube heating model had been coupled to an interior ballistic code. In view of the 155mm gun continuous firing process and The following aspects, chamber volume change, the cross-sectional area, starting pressure changes were taken into account. calculation and analysis of the effect of heat transfer on the interior ballistic performance of gun tube. The results have certain reference value in engineering.
Keywords artillery; interior ballistic; Gun tube; heat transfer; numerical simulation
目录
1引言.1
1．1选题的背景和意义.1
1.1.1火炮身管受热问题及其影响1
1．2国内外研究概况及发展趋势..1
1.2.1身管温度场研究现状及发展趋势..1
1．3本文主要的研究内容..3
2基本理论及基本概念..3
2．1概述.3
2．2内弹道基本理论4
2.2.1基本假设.4
2.2.2单一装药内弹道方程组.4
2．3传热学基本理论5
2.3.1传热的基本概念.5
2.3.2传热三种基本方式..6
2.3.3初始条件和边界条件8
2.3.4稳态温度场及非稳态温度场9
2．4流动与传热问题的控制方程..9
2.4.1数值传热学..9
2．5小结11
3普通身管温度场仿真分析13
3．1射击过程身管传热模型的建立..13
3.1.1射击过程中身管传热理论分析13
3．2身管初始条件和边界条件的确定13
3.2.1身管的内弹道模型求解14
3.2.2身管初始条件的确定..18
3.2.3身管传热模型求解.18
3.2.4身管边界条件的确定..26
4身管受热后参数变化对内弹道性能影响31
4．1身管受热参数变化分析..31
4.1.1身管受热导致药室容积变化对内弹道性能影响.31
4.1.2身管受热启动压力减小情况下内弹道性能变化.35
4.1.3考虑身管热散失情况下内弹道性能变化.37
结论.40
致谢.41
参考文献..42
1 引言 1．1 选题的背景和意义 火炮威力的不断增大，装药量随之增加，使弹丸初速、火药气体最大压力随之增大，同时射速也随之提高，这样在发射时身管内壁就被急剧地加热。因此，研究身管在发射时的加热对身管强度和射击精度的影响具有越来越大的意义。火炮发射过程中，引起身管的温度升高，从而导致热量散失与身管膨胀，对火炮内弹道性能（初速、膛内压力等）有着一定的影响。 1.1.1 火炮身管受热问题及其影响 火炮身管(含药室)在不同初始温度分布下进行射击，因内径受热变形膨胀将引起炮膛工作面积(容积)及其挤进压力的变化，最终将引起射弹初速的变化。在连续射击条件下,首发和后续各发的身管受热情况不同,沿径向温度分布存在差异,身管壁内热应变状态不同,最终引起膨胀程度不同。在典型条件下,首发射击时身管处于自然环境下，所以内外表面温度与当时气温一致。而首发之后,如第二发及之后任意一发射弹发射时刻,身管壁厚范围内由内到外初始温度已被抬高,尽管分布情况有别,但总趋势上看都是内高外低,它们与首发发射时的温度分布存在本质差异，并将引起内弹道性能的变化。