弹丸设计理论——简答题
弹丸在膛内运动时期的内弹道基本方程
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９.２ 弹后空间气体速度与膛内气体压 力分布
• 力ｐｄ＝Ｓｐｄ－Ｒｎ－Ｒｃｐ，推动弹丸向前运动；力ｐｔ＝Ｓｔｐｔ－ Ｓｃｓｐｃｓ－Ｒｎ，使身管后坐，在该方程中，Ｓｔ为膛底面积，Ｓｃ ｓ为药室坡膛部在垂直于身管轴线面上的投影面积。
• 根据连续性假设，有 • ｄδｍ/ｄｔ＝０ • 气体质量 • δｍ＝ρｘＳｘδｘ • 于是
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９.２ 弹后空间气体速度与膛内气体压 力分布
• 利用连续方程（９－１），能够求出弹后身管不同横截面上的气流速 度。根据弹后空间气固混合物均匀分布的假设，在任一时刻弹底与膛 底之间的气体密度可以视作一个准常量：ρｘ＝ρ。由此，可知
• 进行火炮的实弹射击时，首先将炮弹装填到炮膛的正确位置。弹丸的 弹带与坡膛紧密接触，使药室处于密闭状态。弹带的直径通常略大于 炮膛阴线直径，有一定的过盈量，这是为了更好地密闭膛内火药气体 ，强制弹丸沿膛线运动。
• 火炮射击时，击针撞击底火，点燃点火药。根据经典内弹道学的基本 假设，点火药瞬时点燃发射药，而后发射药继续燃烧，膛内气体压力 逐渐上升；当达到某个值时，弹丸开始运动，弹带产生塑性变形逐渐 挤进膛线。弹带的变形阻力随着弹带挤进坡膛的长度而增加，弹带全 部挤进坡膛时弹丸运动阻力达到了最大值，以ｐｘｍａｘ表示。
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９.１ 弹丸挤进压力
• 由于弹丸是加速运动，所以弹丸出现最大运动阻力时，此瞬时膛内火 药气体压力要大于弹丸运动阻力ｐｘｍａｘ。经典内弹道学略去了弹带 挤进膛线起始部的过程，假定当膛内火药气体力ｐ０＝ｐｘｍａｘ时弹 丸开始运动，所以定义ｐ０为弹丸挤进压力，或称为启动压力。
设计概论简答题
设计概论简答题1．简述设计的目标设计就是设想、运筹、计划与预算，它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。
设计的终极目标永远是功能性与审美性。
2．简述设计学的划分我们一般将设计学划分为设计史、设计理论与设计批评三个分支。
通过学科方向的确定，以及对相关学科的认识，我们便能理解研究设计史必然要研究科技史与美术史，研究设计理论必然要研究相关的工程学、材料学和心理学，研究设计批评必然要研究美学、民俗学和伦理学的理论要求。
3．解构方法。
按照解构主义理论，我们可以运用科学的符号学原理来分析图像，并且分别说明其视觉的、文化的、以及语言的意义，这一分析过程被解构主义理论家称之为解码(Decoding)。
4．失蜡法的特点是什么？它是以蜡作为模型，在模型的内空间填以泥土，外空间用绳和泥将其包裹，待干后自然成为范，然后灌入金属液，由于蜡受热溶化流出，遗留下来的空隙就被铜液填充为器型。
失蜡法可以制作精致、复杂、多层次的型体。
5.什么是石器设计？原始石器的设计具有朴素的审美观念和艺术手法。
人们发现并掌握了诸如对称、节律、均匀、光滑等多种形式美的规律，并自觉地应用于设计活动中。
人们的设计创造能力在无数次的实践中得到了提高，从而能够不断设计创造出各种合乎实用功能的石器工具。
6.简答流线型运动的特征是什么？流线型原来是指空气动力学上的一个名词，后来用来指那种表面光滑，线条流畅的物体形状。
在19世纪人们通过对于鸟类、鱼类等生物的观察，发现它们的有机形体可以有效的减少运动时的阻力，于是在飞机和潜艇的设计中加以采用。
这种外形能够符合空气动力学的原理，呈现出一种流线型，在运动中能够得到更大的速度。
流线型设计最早是用在20世纪交通技术上。
如轮船，飞机，汽车，以此来解决高速运动中的流体动力和气体动力性能。
7．什么是波普派？波普设计出现于20世纪50年代，又称流行艺术、通俗艺术、代表着流行与大众化的品味。
主要活动中心在英国和美国。
它代表着60年代工业设计追求形式上的异化及娱乐化的表现主义倾向。
100mm海炮杀爆弹弹丸设计与分析.
摘要
本次课程设计主要是对弹丸的空气动力特性分析，外弹道诸元和飞行稳定性的计算， 并分析弹丸杀伤威力，是综合运用《炮弹设计理论》这门所学知识的一门实践课程。
100mm 海炮杀爆弹是军事战术及装备中的常用弹种之一，对于对其的分析和研究 对于学习和计划有很大帮助，本说明书中主要从以下几个方面进行说明和计算： 弹丸发射安全性，弹丸结构的空气动力分析，弹丸空气动力参数计算，弹形系数弹道计 算（落点诸元，顶点诸元），弹丸飞行稳定性（追随稳定性和陀螺稳定性），弹丸杀伤威 力。并最后进行分析以此确定设计的合理性。
1.2 计算弹体及其零件在最大膛压时的强度....................................................................4 1.3 进行弹丸装填物的发射安全性计算............................................................................8 2 弹道计算和稳定性分析........................................................................................................ 9 2.1 空气力矩和空气动力分析............................................................................................9 2.2 空气阻力系数................................................................................................................9
炮弹设计理论
课程设计说明书课程名称：59式130mm杀爆弹弹药系统分析设计专业：弹药工程与爆炸技术班级：13600102学号：1360010217学生姓名：高天宇指导教师姓名：焦志刚崔瀚能源与水利学院2016.06.0511指导教师（签名）：教研室主任（签名）：年月日年月日摘要炮弹设计理论课设所涉及的相主要内容是，弹丸发射安全性及堂内运动真确性分析、弹丸的飞行稳定性能设计、威力的设计。
从以上三方面来进行全面系统的分析与计算，对76mm弹的各各战术技术指标进行规范的设计。
从而把自己专业课和其他有关的内容书籍，都进行了复习，把以前学过的知识有全面的梳理。
炮弹设计理论课设的必须要有一定的基础知识，在计算弹体应力时，一定要有很好的数学知识，力学知识，计算飞行稳定性时，还要有外弹道的基础知识。
分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩。
根据有关强度理论对弹体进行校核，采用布林克法，将弹体简化成为无限长壁厚圆筒，并将弹体分成若干断面，计算每个断面内表面的三向主应力，用第二强度理论校核弹体内表面的强度。
对弹丸头螺进行分析和计算，用差值法对外弹道的五个参量进行计算，接着是对弹丸飞行稳定性进行分析，其中包括急螺稳定性和追随稳定性。
最后我对弹丸的杀伤威力和杀伤面积进行了计算。
我们始终本着，任何性能良好地弹丸满足的三要素，在膛内运动的正确性，安全可靠；在飞行中阻力小，稳定性好；在目标区域作用可靠，威力大。
（也就是我们常说的稳、准、狠。
）目录摘要 (Ⅰ)1 弹丸结构总体设计分析 (1)2 弹丸发射强度计算与分析 (2)2.1 膛内发射过程分析 (2)2.2 弹丸载荷分析与计算 (2)2.2.1 火药气体压力 (2)2.2.2 惯性力 (2)2.2.3 装填物压力 (3)2.2.4 弹带压力 (3)2.2.5 不均衡力 (3)2.2.6 导转侧力 (3)2.2.7 摩擦力 (3)2.3 计算弹体及其零件在最大膛压时的强度 (4)2.3.1 发射时弹体强度计算 (4)2.3.2 弹底强度计算 (6)2.4 进行弹丸装填物的发射安全性计算 (8)3 弹丸弹道计算和飞行稳定性分析 (10)3.1 分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩 (10)3.2 计算弹丸在外弹道上攻角为零时的空气阻力系数 (10)3.3 计算弹丸的外弹道参量 (12)3.4 弹丸飞行稳定性计算和分析 (13)3.4.1 急螺稳定性 (14)3.4.2 追随稳定性 (15)4 弹丸威力计算 (18)4.1 弹丸杀伤威力计算过程 (18)4.1.1 球形靶杀伤面积 (18)4.1.2 杀伤面积计算 (18)5 总结 (24)6 参考文献 (25)7 附录 (26)1 弹丸结构总体设计分析弹丸设计的第一步即总体方案设计。
材料导论简答题
1、什么是材料？如何进行分类？答：材料是人类用于制造机器、构件和产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。
材料可分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。
简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的规范所获得的表征参量。
2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？答：1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。
3．流变成型包括哪几个方面？答：金属的半固态成型、高分子材料的熔融成型、陶瓷泥料、浆料成型和玻璃的熔融浇注。
4．材料改性的目的和内容是什么？答：目的：通过改变材料的成分、组织与结构来改变材料的性能。
内容: １. 材料的“合金化”2 .材料的热处理从事材料工程的人们为什么必须注重材料性能数据库。
答：材料性能数据库是材料选择的先决条件；材料性能数据库是实现计算机辅助选材（CAMS）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）的基础2．什么是材料的组织组成。
答：组成材料的不同物质表示出的某种形态特征3．“材料设计”构想始于50年代，80年代后实现“材料设计”的条件渐趋成熟。
表现在哪三个方面。
答：1）基础理论的形成和发展2）计算机科学技术的发展3）合成与加工新技术的涌现4．新型材料设计的内容。
υ 1.成分结构设计2.性质性能预测υ3.合成加工过程的控制与优化υ(1). 何为粉末烧结？影响烧结的因素有哪些？烧结是陶瓷何粉末冶金工艺中最重要的工序。
所谓烧结就是指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态逐渐密化，且机械强度大大提高的过程。
影响烧结的因素有很多，如坯体的初始密度、物相组成、烧结气氛、压力以及添加剂等。
(2). 简述纤维增强复合材料的机理。
炮弹设计理论课程设计
沈阳理工大学应用技术学院炮弹设计理论课程设计说明书系别：能源工程系专业：弹药工程与爆炸技术学生姓名：甘学锋指导教师：焦老师2012年6月25日一、设计计算1、弹丸发射安全性分析1.1分析弹丸在膛内发射时的受力1.1.1火药气体压力 （1）弹底压力⎪⎭⎫ ⎝⎛+=m m p p w d t 21 w m ------发射药质量3.507(Kg)m --------弹丸质量33.4（Kg ）由上式公式可得，()d t p +p 21=p)4m m +(1p =p w dMPa 6.3374.33507.34115.3464mm +1p =p w m dmax =+= 由以上公式计算得Mpa p d 6.337max =；（2）火药气体的计算压力t p p m m ∆=∆αα为温度修正系数；最大弹底压力可用上式修正mdt p m m t p 41)1(ωα+∆+=根据dt i p p ≥的条件，目前各种火炮取Mpa p p m i 3.3711.1==;(3)弹丸上的压力分布对于膛线火炮所配用之旋转稳定弹丸，由于有弹带的密闭作用，火药气体几乎完全作用于弹带后部的弹底区，在有些情况下，如火炮膛线磨损过大，弹带直径偏小，有部分火药气体通过弹带缝隙泄露，则弹带前部的弹体也受到部分火药气体压力的作用，但此值比较小，对弹体强度影响不大。
1.1.2惯性力弹丸在膛内做加速运动时，整个弹丸各零件在上均作用有轴向惯性力，旋转弹丸还产生径向惯性力和切向惯性力。
（1）轴向惯性力弹丸发射时，火药气体推动弹丸向前运动，产生加速度。
此加速度a 可由牛顿第二定律求得，g m r p dt dv a 147484.335.614.3371322=⨯⨯===π P-----表示计算压力；r------弹丸半径距；由于加速度存在，弹丸各断面上均有直线惯性力，作用在弹丸任一断面上的惯性力n F 为g mm r p a m F n n n 4616142===π； -------弹底断面以上部分弹丸质量；（2）径向惯性力径向惯性力是由于弹丸旋转运动所产生的径向加速度（即向心加速度）而引起的。
弹丸设计理论的相关概念
1．弹丸设计全过程：论证阶段，方案阶段，工程样机阶段，设计定型阶段2．对弹丸的试验内容：弹丸结构特征数测定，弹丸发射强度试验，弹丸外弹道性能及射击精度试验，威力试验3．弹丸设计说明书：是反映弹丸结构及技术设计的基本文件4．产品图包括：弹丸的零件图或零件毛坯图，部件图，装药弹体图，弹丸标记图，靶场试验用图5．对弹丸的要求：战术技术要求，生产经济要求6．战术技术要求包括：弹丸的威力，弹道性能，射击精度，射击和勤务时的安全性，长期储存的安定性7．生产经济要求:弹丸结构工艺性,弹丸极其组件统一化,原材料资源丰富8．一般认为具有78J动能的破片即可使人员遭到杀伤9．二次烧伤效应：常规弹丸的热辐射对人员的伤害是有限的，对人员的杀伤大部分是由于爆炸引起环境火灾而致10．直射距离：是指最大弹道高不超过目标高（目前定为2米）的最大射程11．有效射程：是指在直射距离以内保证击毁给定目标的最大射程12．弹丸的统一化：是指将数种战斗性能兼备于同一弹丸上13．弹丸零件的统一化：是指将弹丸上各种组成零件通用于不同类型的弹丸上14．弹丸总体方案的选择：弹丸口径的选择，弹种的选择，结构类型的选择，质量大小的选择15．弹种的选择原则：欲摧毁或杀伤的目标性质，弹丸的现有技术水平与利用新技术的途径16．弹丸稳定方式分为旋转稳定和尾翼稳定17．设计弹丸中选择质量的两种情况:1火炮已定,要求为此炮配用新弹,以满足既定的战术技术要求.在这种情况下,所设计的内弹道条件(膛压、初速)必须满足适应该火炮的强度条件。
2.设计新炮和新弹。
因此，设计弹丸的质量不受火炮强度条件的限制。
但是，弹丸质量的大小会直接影响到将来相应的新炮的机动性。
在这种情况下，要求选用的弹丸质量，既要满足战术技术要求，又要使火炮具有良好的机动性（最轻便）。
18．火炮强度的限制条件：炮管强度限制条件，炮架强度限制条件19．装填条件：即弹丸质量和发射药性能、质量、几何形状以及药室容积的综合作用20．作E—m曲线，根据曲线形状选择最有利的弹丸质量21．旋转稳定弹丸结构设计包括：确定弹丸的基本尺寸，确定弹丸的结构特点及零件，选择装填炸药，选择引信，选择弹体及零件材料，绘制弹丸设计草图22．弹丸外形结构：弹头部，圆柱部，弹尾部，上下定心部，弹带，闭气环23．母线形状：以抛物线母线最有利而以椭圆形母线最差。
弹丸飞行稳定性
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２.２ 旋转理论
• ２.２.１ 描述旋转弹围绕质心运动的坐标系与 参量，有关假设
• 为描述弹丸的一般运动，必须规定一定的坐标系，坐标系不同，弹丸 运动规律的表达式质心运动的坐标系也不相同。可以有多种描述弹丸 一般运动的坐标系与参量，它们的选取取决于对哪些弹丸的运动规律 更为关心和便于分析。此处只介绍一种描述旋转弹围绕质心运动的坐 标系与参量，如图２－１３所示。
• Ｃｘ（Ｍａ，δ）＝Ｃｘ０（Ｍａ）ｆｘ（δ）（２－２） • 由于阻力的指向与δ的正负无关，因而ｆｘδ()是δ的偶函数。由空气动
力学的分析，当δ不大且不在跨声速时，有 • Ｃｘ＝Ｃｘ０（１＋Ｋδ２）（２－３） • 式中，δ的单位为弧度。根据试验，攻角系数Ｋ对于一般旋转弹来说
近似在１５～３０的范围内变化；对于尾翼弹，Ｋ值可达４０左右。 实际应用中应根据试验或有关资料确定。
• 马格努斯力的作用点经常不在重心上，当将其向重心简化时，就形成 一个力矩，叫马格努斯力矩，用Ｍｙ表示。
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２.１ 弹轴与速度矢量不重合时的空气 动力和力矩
• 此力矩矢量的指向因马格努斯力的作用点在质心前、后而不同，图２ －１０（ｃ）所示为马格努斯力作用于质心前面时马格努斯力矩的指 向。另外，当具有自转运动的弹丸摆动时，在摆动弹丸的前后端分别 产生方向相反的两个马格努斯力Ｒｚ１与Ｒｚ２，形成一个马格努斯力 偶，此力偶矩也属于马格努斯力矩的一部分。
• 图２－８（ａ）表示用同一个弹丸在ｖ＝１１００ｍ／ｓ时做风洞试 验，当δ由０°变至１０°时阻心的移动情况。当δ＜４°时，阻心 位置变化很小；当δ＞４°后，变化速增；至δ＝１０°时，阻心也 向弹底移约ｄ／２。由图２－８（ｂ）可知，当δ＝０°时，ｖ０由 ４００ｍ／ｓ变至１１００ｍ／ｓ，阻力向弹底移动约ｄ／２，即阻 心随Ｍａ的增大而向弹底移动。
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整理匆忙，不对的地方欢迎指正，红色字体为我和学恩抄的不一样的地方，我也不知道是否正确，请自行辨别。
另，欢迎大神把答案附上，手写板就成，电子版我自己弄，谢谢啦！☺第1章
①简述弹丸设计的全过程。
（P1）
答：1.战术技术指标论证阶段；
2.弹丸方案及技术设计阶段；
3.试制、试验与鉴定定型阶段。
②导致早炸的原因。
（P8）
答：弹丸（主要是弹体或弹底）的发射强度不足或弹体材料有疵病，使火药气体钻入弹体内部；底螺等部件联接处的密封程度不严；炸药变质或其机械感度大，或在装药时有异物落于炸药内。
第2章
①如何进行弹种的选择？（P10）
答：1.根据欲摧毁或杀伤的目标性质来选择弹种；
2.根据弹丸的现有技术水平与利用新技术的途径来选择弹种。
②弹丸质量如何选择？（P14）
答：在设计弹丸时，可能遇到两种情况：即弹丸配用于现有火炮或配用于新火炮。
第一种情况是火炮已定，要求为此炮配用新弹，以满足既定的战术技术要求。
在这种情况下，所设计弹丸的内弹道条件（膛压、初速）必须适应该火炮的强度条件。
第二种情况属于设计新炮和新弹。
因此，设计弹丸的质量不受火炮强度条件的限制。
但是，弹丸质量的大小会直接影响到将来相应的新炮的机动性。
在这种情况下，要求选用的弹丸质量，既要满足战术技术要求，又能使火炮具有良好的机动性（最轻便）。
③选择弹带强制量应考虑什么问题？（P26）
答：1.保证弹丸在膛内运动时，紧塞火药气体，避免火药气体对炮膛的烧蚀；
2.防止弹带与弹体产生相对旋转，使弹丸出炮口后有一定的转速。
强制量δ也不能太大，否则会影响火炮的寿命，尤其是在坡膛处磨损会增大。
④迫击炮弹的结构特点。
（P46）
答：与线膛炮相比，迫击炮具有以下优点：
1）构造简单，操作容易；
2）质量小，轻便灵活；
3）射速大：
4）弹道弯曲，死角与死界均很小，并且容易选择射击阵地。
另外，也存在着以下缺点：
1）不便于进行直瞄射击；
2）初速较小，射程较近。
⑥计算某一种弹丸的极转动惯量。
（P76）
第3章
①弹丸发射时受哪几种载荷的作用？（P84）
答：1.火药气体压力；
2.惯性力；
3.装填物压力；
4.弹带压力（弹带挤入膛线引起的力）
5.不均衡力（弹丸运动中由不均衡因素引起的力）
6.导转侧力
7.摩擦力
②分析并导出轴向、径向惯性力引起的装填物对弹壁的压力P c（P90---P93）
⑤弹丸受力与变形的三个危险的临界状态是什么？（P122---P123）
答：弹丸受力和变形的第一临界状态：弹带嵌入完毕，弹带压力达最大值时的情况；
弹丸受力和变形的第二临界状态：最大膛压时期；
弹丸受力和变形的第三临界状态：弹丸出炮口时刻。
⑥如何用布林克方法校核弹体强度？（P125）
⑦如何进行装填物安全性计算？（P157---P159）
第4章
②什么叫急螺稳定性？追随稳定性？动态稳定性？它们是考虑什么力矩的影响？（P207）答：急螺稳定性：发射时，在膛内由于各种不均衡因素的作用，使弹丸获得一个力矩冲量。
当弹丸出炮口后，弹轴与弹道切线不重合。
这样，空气阻力的作用线不通过弹丸的质心，而形成一个迫使弹丸翻转的力矩。
此力矩的大小取决于弹丸飞行速度和弹轴对弹道切线的偏角，并在弹道的初始段具有最大值。
在该力矩的作用下，弹丸产生翻转的趋势。
为了实现飞行稳定，弹丸应绕自身轴线进行高速旋转，以此来克服翻转力矩的不利作用。
旋转弹丸的这种性质，一般称为急螺稳定效应。
追随稳定性：当弹丸在弹道曲线段飞行时弹道切线的方向时刻都在改变。
这时，亦要求弹丸的动力平衡轴作相应的变化，以保持二者在任何时段都没有很大的偏差。
弹丸的动力平衡轴能够随着弹道切线作相应的变化，这种跟随弹道切线以同样角速度向下转动的特性称为追随稳定性。
弹丸的追随稳定性是由于空气动力矩对弹丸的作用达到的。
在弹道顶点处，该处的空气动力矩小而弹道曲率较大，故其追随稳定性最差。
动态稳定性：弹丸在整个飞行过程中，应该同时满足上诉两个要求：在弹道的起始段，弹丸具备必要的急螺稳定性；而在弹道的曲线段，弹丸具有必要的追随稳定性。
除此以外，还要求弹丸在全弹道上的章动运动是逐渐衰减的。
弹丸的这种性质称为动态稳定型。
④旋转时尾翼弹稳定的主要条件？（P219）
主要就是221页的4-3-23上下附近的内容
采用低速旋转的方法来减少不对称性干扰因素引起的散布
第5章
②各弹种的威力指标是什么？
答：榴弹威力：目前对地面杀伤榴弹的威力有几种不同的评定方法。
威力指标均称为“杀伤面积”，但各自含义不同，相应的检验方式亦不同。
其中最有代表性的有两个，即一般习惯称为扇形靶杀伤面积和球形靶杀伤面积。
目前倾向与采用后者；国外也普遍采用后者，称为杀伤面积。
因此，以后提及杀伤面积，在不作解释时，系指球形靶杀伤面积。
破甲弹威力：破甲弹利用炸药的聚能效应所产生的高速金属射流来侵彻装甲目标，其威力可以采用一定射击条件下的破甲深度来衡量。
穿甲弹威力：穿甲弹是依靠自身的动能来击穿钢甲，常以穿甲弹在一定条件下的穿透厚度作为弹丸威力指标。
有时亦常用“极限穿透速度”的概念。
所谓极限穿透速度是指一定条件下穿透给定厚度钢甲弹丸所需的最小着速。