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某自动步枪冷热枪状态差异分析与研究

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摘要

枪械冷热偏、热散现象指的是枪械在冷枪状态和热枪状态下，射击精度的不一致现象，主要表现为冷热枪状态下射击准确度的不一致现象和射击密集度的不一致现象。在现代枪械要求高精度的背景下，进行枪械的冷热状态差异分析与研究，可以为深入了解枪械冷热偏、热散机理提供依据，对保证武器射击精度具有重要的现实意义。
　　本文以某小口径自动步枪为研究对象，首先进行的是其枪管材料的冷热力学性能差异研究。通过万能试验机对材料试件在不同温度的条件下进行拉伸试验，得到冷热不同温度下枪管材料的力学性能变化情况，其中包括:屈服强度、抗拉强度、弹性模量和伸长率，并在试验的基础上对材料的主要力学性能指标进行了拟合。然后进行某小口径自动步枪枪管有限元模型建立。基于内弹道理论和热弹耦合理论，确立枪管内外壁的边界条件和初始条件，建立了某小口径自动步枪枪管的有限元模型，确定了枪管在射击的三个不同时期内的火药燃气温度和强迫对流系数，确定了在不同温度条件下的枪管钢材料和铬层材料的物理和力学性能参数。基于建立好的枪管有限元模型，应用ANSYS软件中的Multiphysics模块，采用APDL语言编程，计算了枪管在150发连发射击过程中不同时刻的瞬态温度场和应变场，分析了枪管不同位置的温度、径向位移、轴向位置随射弹量的变化情况及其分布规律等;通过改变枪管外径，分析枪管外径变化对瞬态温度场和应变场的影响情况。再进行枪管在冷枪状态和热枪状态两种不同状态下10发单发的有限元仿真，并对比分析了冷枪和热枪两种不同状态下枪管不同位置的温度、径向和轴向位移差异情况。最后对某自动步枪进行射击试验;测量了枪口不同位置的温度、冷热不同状态下射弹的散布情况;为深入了解枪械的冷热偏、热散机理提供了基础数据。

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