单筒身管设计教师：徐亚栋孙天云09015104252012年5月19日星期六（1）口径：121.92d m m = （2）炮弹断面积：21.192S dm = （3）弹丸行程长：lg 35.21dm = （4）药室容积：307.5W dm = （5）药室长： 4.74l dm =ys （6）弹丸重：21.76q kg = （7）装药重： 4.75kg ω= （8）铜柱测压：()280M P m p T = （9）膛压与时间表：一． 高低温压力曲线：1.考虑弹丸旋转和摩擦力的次要功系数：1 1.02ϕ=30027.5dm2==6.29195dm 1.192dmW l S=．药室自由容积缩颈长：0 6.29195dm ==1.327424.74dmysl l χ=3.药室扩大系数：334.75kg kg ==0.63333dm7.5dmW ω∆=4.装填密度：35.21dm ==5.596046.29195dmg g l l Λ=5.弹丸相对行程长：()115.59604 1.327426.0.481302(1 5.59604)21g g χλΛ++===++Λ1系数：()115.59604 1.327427.0.320873(1 5.59604)31g g χλΛ++===++Λ2系数：8. 4.7435.2139.9539.952632.7740121.921.05sg ys g sg a l l l dm dm dm l dm d m ma =+=+=<==<=系数：则：24.759 1.050.32087 1.1200421.76kg a qkgωϕλ=+=+⨯=：次要功系数：10.数据放大： 序号为26，则()28026306m T p M P a M P a M P a=+=()1.12 1.12306342.72tm m T p p M Pa M Pa==⨯=111 4.75 1.02(1)(10.48130) 1.00451.0221.76 1.12004tm m m mkg p p p p q kgϕωλϕϕ=+=+⨯⨯=⨯342.72341.184671.00451.0045tm m p M P a p M P a ===老师给的数据最大平均压力为：257.89999MPa则放大系数为341.18467MPa/257.89999MPa =1.322934014 11．弹底压力：11110.93341333111 4.75 1.0713367451133 1.0221.76d p p p p pkg qkgωϕ====++⨯⨯0.933413331弹底压力相对于膛压的放大系数：12.时间与行程关系:2-621537.0510p dd d l S p p d tqϕ==⨯d p 是时间的函数，根据数据分成三段拟合：1) 第一段：直线，从t=0~0.002252s ：68980.1925436.30442079d p kt b t =+=+代入二阶微分方程并一次积分得：211537.05(68980.1925436.30442079)2pdl v t t C dt ==⨯⨯++ 二次积分得：321211537.05(68980.1925436.30442079)62p l t t C t C =⨯⨯+⨯++边界条件：100,C =0t v ==时，则20 4.74=0.474m ,C =0.474p ys t l l dm m ===时，则则：3211537.05(68980.1925436.30442079)0.47462p l t t =⨯⨯+⨯+2）第二段：抛物线，从t=0.002252s~0.00485s ：用matlab 拟合得：22-38229200 t + 316399.5t-335.8905d p at bt c =++= 拟合曲线与实际点对比图：代入二阶微分方程并一次积分得： 32311537.0538229200316399.5335.8905t 32pdl v t t C dt ⎛⎫==⨯-⨯+⨯-+ ⎪⎝⎭二次积分：43234111537.0538229200316399.5335.8905t1262p l t t C t C ⎛⎫=⨯-⨯+⨯-⨯++ ⎪⎝⎭边界条件：23230.0022521537.05(68980.192540.00225236.304420790.002252)211537.0538*******.002252316399.50.002252335.89050.00225232t s v C ==⨯⨯⨯+⨯⎛⎫=⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯+ ⎪⎝⎭时，则：3191.3658806C =4324320.002252111537.0538*******.002252316399.50.002252335.89050.002252191.36588060.002252126211537.05(68980.192540.00225236.304420790.002252)0.474=0.5939571662p t s l C =⎛⎫=⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯+ ⎪⎝⎭=⨯⨯⨯+⨯⨯+时，则：4C =0.340982542432111537.0538229200316399.5335.8905191.36588060.3409825421262p l t t t t ⎛⎫=⨯-⨯+⨯-⨯++ ⎪⎝⎭3）第三段：直线，从t=0.00485s~0.0110 78s用matlab 拟合得：41562.1t+489.7184d p kt b =+=-实际点与拟合曲线对比图：代入微分方程并一次积分得： 251537.0541562.1t +489.7184t +C 2pdl v dt ⎛⎫==⨯-⨯ ⎪⎝⎭二次积分得：325611537.0541562.1t +489.7184t+C 62p l t C ⎛⎫=⨯-⨯⨯+ ⎪⎝⎭边界条件：25320.004851537.0541562.10.00485+489.71840.00485+C 211537.0538*******.00485316399.50.00485335.89050.00485191.365880632pt s dl v dt =⎛⎫==⨯-⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯+ ⎪⎝⎭时，则：5478.8282932C =-3264320.0048511537.0541562.10.00485+489.71840.00485478.82829320.0048562111537.0538*******.00485316399.50.00485335.89050.00485191.36588060.004850.34098251262p t s l C =⎛⎫=⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯+ ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯+ ⎪⎝⎭时，42则：6 1.09612115C =3211537.0541562.1t +489.7184t478.8282932 1.0961211562p l t ⎛⎫=⨯-⨯⨯-+ ⎪⎝⎭弹底压力随行程变化曲线：1.09038m m L =1.5 1.09038m 1.5121.92 1.27326m L d mm m +=+⨯=由于无法计算出燃烧结束点：k L则简化的高低温压力曲线由两条直线段组成，由三个点确定：（最高温度膛底压力点、最高温度弹底压力点、炮口压力点）可以看出，这样设计偏安全324.750.633337.5341.1846693479.11538698066.5m kg W dmM Pa kgfp cmPaω∆=====则查表得：0.00350.0035 1.500.00525kt I m m ==⨯=()()50110.0052535341.184669403.8773519P mt m p m t p M Pa M a +=+∆=+⨯⨯=5050111(1)1.0045403.8773519P 405.6984tm mp p M a M Pa q ϕωλϕϕ++=+=⨯=50501403.8773519P 376.98450441 1.071336745(1)3mdmp M a pM Pa qωϕ++===+炮口点行程： 4.7435.21 3.995g ys g L l l dm dm m =+=+=为了偏安全，延伸至： 4.0L m =可得三点坐标为：()()()0,405.70,1.27,376.98,4,154.11高低温压力曲线近似为：曲线由方程组确定：22.6142405.700 1.5 1.2732681.6374480.6595 1.273264d p p m d p p p l l L d m p l m l m=-+→≤≤+=⎧⎪⎨=-+→≤≤⎪⎩线膛部至炮口部安全系数可由方程表示：0.32290.6889p n l =+由于采用简化的高低温压力曲线，膛线部到炮口部设计偏安全则安全系数变为：选择23个横截面，计算得到如下数据：可得身管理论强度曲线：三．材料选择：假设所用炮钢比例极限为850p M Paσ=四．身管理论外形确定：37.5, 4.74201.462 o ysysW dm l dmd m m=====a=21ar r=身管理论尺寸：身管理论外形：五．身管外形调整与制图：三维图：二维图：调整后身管内外径：六． 身管强度校核：222112221322s pr r P r r σ-=+1s s P n p=身管内外径与行程关系内径：第一段（圆锥）： 1-13.6054202p d l =+，00.294p l m ≤≤ 第二段（圆锥）： 1-422.2222322.1333p d l =+ ，0.2940.474p m l m ≤≤第三段（圆柱）： 1122d = ，0.474 3.995p m l m ≤≤外径：第一段（圆柱）： 2384d = ， 00.474p l m ≤≤第二段（圆锥）： 2 -155.1940457.5620p d l =+ ，0.474 1.273p m l m ≤≤第三段（圆锥）： 2 -33.9120 303.1700p d l =+ ，1.273 3.75p m l m ≤≤第四段（圆柱）： 2176d m m = ，3.75 3.995p m l m ≤≤校核数据：。