火炮设计理论
火炮设计理论
K1 dx1 v1 dx v
由理论力学知， v1 v v10
方向 大小 √ ? √ √ √ ?
v1 pb K1 tg v pa
这就是传速比K1的解析式，若已知随x的变化规律，则可求得K1随x的变 化规律。
火炮设计理论
主讲：张相炎 教授
南京理工大学火炮教研室
联系电话：84315581
第四章 火炮自动机构设计
§4.1 概述
1 火炮自动机
1.1 自动炮 自动炮 T 半自动炮 非自动炮 连续自动射击与单发射击 1.2自动动作 击发、收回击外、开锁、开闩、抽筒、抛筒、供弹、输弹、关闩和闭 锁等。 1.3自动机 火炮自动机是自动火炮射击时，利用火药燃气或外部能源，自动完 成重新装填和发射下发炮弹，实现自动连续射击的各机构的总称。T
§4.1 概述
3 火炮自动机的发展
火炮自动机的发展，主要围绕： 提高初速 提高射速 提高机动性（包括减轻重量、减小后坐力等） 提高可靠性 主要发展方向有： （1）通用化：同一口径的火炮自动机具有多用途（可海、陆、空 通用），即一机多用。 （2）系列化：火炮口径序列化，型号序列化（逐步改进）。 （3）标准化：设计标准化，制造标准化，试验标准化。 （4）多样化：现有工作原理的综合运用，以及新原理、新结构的 创新。 （5）新概念：观念创新，技术突破等，如“金属风暴”。
T T
1.3 建立自动机动力学模型
渐变过程→运动微分方程 突变过程→撞击计算
1.4 动力学仿真
模型确认、仿真
1.3 传速比 （1）传速比 单自由度自动机构 → 基础构件运动规律 → 工作构件对基础构件的关系→工作构件的运动规律 → 自动机构运动规律
火炮内弹道设计
火炮内弹道设计火炮内弹道设计1 绪论内弹道（internal ballistics）是弹道的一部分，内弹道研究弹丸从点火到离开发射器身管的行为。
内弹道学研究对各种身管武器都有重要意义。
击发方法：任何类型的身管武器第一步需要击发火药。
最早的枪支、大炮由一个一端密封的金属管组成。
1.1 内弹道学研究对象内弹道学是研究发射过程中枪炮膛内及火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换、弹体运动和其它有关现象及其规律的弹道学分支学科。
燃烧的发射药产生具有很高压力的气体，使弹丸加速穿过炮膛，直到以预定初速离开炮口。
初速是具有一定质量和形状的弹丸最终要达到的整个射程的基础。
在设计火炮时必须进行计算以保证最正常、最有效地产生所需要的初速。
发射装药产生的能量用于完成好几种工作。
大部分能量用于赋予弹丸速度。
能量还消耗在做下述功上：使弹丸旋转，克服弹丸与膛壁之间的摩擦力，使发射药和发射药气体在膛内运动以及使火炮后坐部分后坐。
有些能量还以热能的形式损失在身管、炮尾、弹丸和药筒（如果使用药筒的话）上。
发射过程都是从点火开始，通过机械击发、电热或其他方式将点火药点燃，所产生的高温气体及灼热粒子再点燃火药装药，迅即扩展到整个装药表面，并同时沿着药粒厚度向内层燃烧。
燃烧进行在一个封闭的空间中，这个空间前由弹丸的弹带封闭，后有火炮所采用的紧塞装置封闭，紧塞装置用于防止火药气体从后面逸出。
在发射药气体的压力达到能使弹丸运动的程度之前，发射药的燃烧速度与膛压增加的速度是成正比例的。
所谓“弹丸启动压力”就是指使弹丸开始向前运动的压力。
当弹丸沿身管向前运动时，供发射药气体占用的空间增大，因此膛压的增加速度减小。
当空间增加所导致的压力的增加相等时，膛压达到最大值。
自此以后膛压开始下降，同时弹丸却在继续加速，甚至在发射药全部燃尽后弹丸仍在继续加速，只是加速度逐渐减小，弹丸一出炮口即变为减速。
下图说明膛内压力、弹丸膛内行程和弹丸速度间的关系。
内弹道学的研究对象，主要是有关点火药和火药的热化学性质，点火和火药燃烧的机理及规律；有关枪炮膛内火药燃气与固体药粒的混合流动现象，有关弹带嵌进膛线的受力变形现象，弹丸和枪炮身的运动现象；有关能量转换、传递的热力学现象和火药燃气与膛壁之间的热传导现象等。
火炮设计理论(火炮系统分析与总体设计)
Hale Waihona Puke §6.1 火炮战术技术指标射击密集度主要取决于火炮自身的弹道与结构性能、力学特性等。 射击准确度是指平均弹着点对预期命中点的偏离程度。射击精度越 高，对目标毁伤的概率就越大。 射击准确度主要取决于射手操作火炮的熟练程度，以及火炮系统有 关仪表设备的状况。 精确制导弹药就是通过在弹药系统中引入制导技术，排除了人工操 作和射弹散布的偏差，极大地提高火炮与自动火炮的射击精度。
系统效能:预期一个系统满足一组特定任务要求的度量。 系统效能 ＝＞ 有效性 + 可信赖性 + 功能 有效性：系统在规定条件下随时使用时能正常工作的能力。 可信赖性：系统在规定条件下在规定时间能正常工作的能力。 功能：系统能达到任务目标的能力。 火炮的作战效能＝＞ 威力 + 机动性 + 快速反应能力 + 战场生存能力 + 可靠性
§6.1 火炮战术技术指标
1.4 战场生存能力
战场生存能力主要包括伪装和隐身能力、装甲防护能力、核生化“三防” 能力、紧急逃生能力、迅速脱离战斗的能力、电子战信息战的能力等。 伪装和隐身能力，主要是采用的伪装措施和隐身技术。当部队进行调动、 集结和隐蔽待命时，尽量不让敌方侦察发现，因此，应有适应环境的伪装措 施，如穿戴伪装网，插戴就地采集的树枝、野草，人员涂抹伪装油彩等；火 炮装备采用隐身技术，如暴露的金属表面和光学玻璃，要经过适当的表面处 理不会在阳光照射下闪亮，火炮装备的表面增加隐形涂料，采用隐身材料等。 把发射时伴生的声、光、焰降低到尽可能小的程度。 装甲防护能力，主要是采用装甲和衬里防护。对非装甲的自行火炮采用 防盾，在有限的范围内防枪弹和破片的毁伤，减少膛口冲击波的伤害。对装 甲自行火炮，能防破片的毁伤。为了降低穿、破甲后的二次毁伤效应，在装 甲车内增加一种特殊的衬里，可以降低车内人员、仪器、设备的毁伤。 核生化“三防”能力，主要是装备具有“三防”能力的设施。未来战争 在敌方实施核、生、化攻击时，自行火炮应具有“三防”设施，以确保能安 全地通过核、生、化火炮污染过的地域。
火炮设计理论 教学日历
作业4
5
1
3
13
2
4自动机设计：4.2自动机构动力学：5.2.3复杂自动机构运动微分方程推广,4.2.4传动效率及其计算
掌握建立自动机动力学模型的基本方法和结构参数计算方法。
自动机构运动微分方程的建立，结构参数的确定。
作业5
作业6
5
3
1
14
3
4自动机设计：4.2自动机构动力学：4.2.5构件间的撞击计算，4.2.6自动机的动力学仿真，4.3自动机结构设计：4.3.1概述，4.3.2开闩机构设计
“火炮设计理论”课程教学日历
周
星期
节
单元
课时
教学内容
目标与要求
重点与难点
作业
1
1
3
1
2
1绪论
了解火炮设计理论的地位和作用、发展，熟悉火炮设计理论的主要内容。
课程的特点、学习方法、要求
1
3
1
2
3
2炮身设计：2.1概述
熟悉炮身结构设计方法，掌握炮身强度设计方法。
炮身结构设计特点，设计压力曲线。
1
5
1
3
3
实验报告
5
5
1
15
3
4自动机设计：4.3自动机结构设计：4.3.2炮闩设计
熟悉自动机炮闩设计方法。
闭锁机构设计。
6
1
3
16
2
4自动机设计：4.3自动机结构设计：4.3.4供输弹机构设计
熟悉供输弹机构设计方法。
供输弹基本概念，对供输弹机构要求，供输弹机构设计步骤，弹带阻力计算。
6
3
火炮设计理论 学习指南
《火炮设计理论》课程简介火炮设计理论是武器系统与工程（火炮）专业的主要专业课，是一门综合应用基础理论和专业基础理论的工程设计课程。
通过本课程学习，使学生掌握火炮设计基本理论和方法，为今后的工作打下专业基础。
火炮设计理论，是火炮工程研究的理论依据，是火炮科研人员必须掌握的基本理论。
火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及其设计理论。
火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法，包括火炮设计理论的主要内容和发展，火炮主要零部件（包括炮身、反后坐装置、自动机及炮架等）的设计理论和方法。
教学组织以课堂教学为主，辅助自学、网络教学和实验教学。
教学方式以多媒体课件为主，结合板书、交流互动等多种形式。
课程的教学目标与基本要求1. 教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握火炮及其主要零部件设计的基本理论和方法，提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识及解决实际工程技术问题的能力。
2. 基本要求：了解火炮设计理论及其发展，熟悉火炮设计理论的基本方法和思路，掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架等火炮主要零部件设计的基本理论和方法。
学时数：总 64 学时，其中：授课56学时，实验8学时教材：张相炎主编，火炮设计理论，北京理工大学出版社，2005年参考书目：①谈乐斌等编，火炮概论，北京理工大学出版社，2005年②伊玲益编，炮身设计，国防工业出版社，1977年③高树滋等编，火炮反后坐装置设计，兵器工业出版社，1995年④张相炎编著，火炮自动机设计，北京理工大学出版社，2010年⑤韩魁英等编，火炮自动机设计，国防工业出版社，1988年⑥孙远孝等编，炮架及总体设计，兵器工业出版社，1995年第1次课(1 绪论)一、教学目的和要求了解火炮设计理论的地位和作用、发展，熟悉火炮设计理论的主要内容。
二、教学内容纲要1 火炮的特点、地位、作用2 火炮设计流程3 火炮设计理论的主要内容、方法4 课程的地位、作用、学习方法与基本要求5 课程的学习安排三、重点、难点课程的特点、学习方法、要求四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、分析式等教学方法讲授本课程内容。
火炮设计理论教学新体系探索
１２８。
［４］李海燕 ，汤杰 ，张谊 ，杨 佩 兰．ＣＢＳ结合 ＰＢＬ教 学法在 呼吸 内
科 临床 教 学中的应 用ｆＪ］．卫生职业教 育 ，２０１４，３２（７）：７５—７６．
【５】樊娟 ，刘俐．改 良 ＰＢＬ教 学法结合 ＰＡＣＳ在 消化 内科 大专护
生教学查房 中的应 用『Ｊ】．现代 医药卫生 ，２０１７，３３（１３）．
· １２４·
新校 园
自然科 学
也 不符合 军工 专业 本科 教育 “宽 口径 、厚 基础 、能力 强 、素 质 式下 ，教师指导学生 参与到课题研究 中，针对某型火炮反后 坐
总第 ４８６期
自然 科学
火炮设计理论教学新体 系探索
刘 宁 张相 炎 杨 国来
（南京理工大学机械 工程学院，江苏 南京 ２１００９４）
摘 要 ：火炮设计理论 采用传统的教 学模 式 已不能适应 新时期的 需求。本文构 建以研 究型教 学模 式为理念 的教 学新体 系， 阐述 了具体 实施 方法和 目的 ，通 过新教 学模 式培养 了学生研 究性 学 习习惯 ，激发 学生的 学习主动性 ，有效锻炼 了学生 的研 究 能力和创新精神 ，提 高了火炮设计理论 的教 学效果 。
三结合 ，进而培 养综合 素质 高 、专业 面宽广 、创 新设计 能力 强 的火炮专业复合 型人 才。
一 、 传统教学模式 火炮不 同于其他机械 系统 ，其工作状态一般 处 于高温 、高 压 、高速 的极端条件 ，相应 的设计理论 也有别 于传 统机械 系 统 ，具有专业性强 、理论难度大 、知识 点多的特点 。传统 的火 炮 专业 系列课 程 的教学模 式是 以课 堂教 学为主 ，教学实验 、课 后 作业则 为课 堂讲授 内容 服务 ，课程考 核一般采取 卷面考核 为 主 的方式 ，主要考查学生 对书本知识 的掌握 程度 。因此 ，传 统 的教 学模式 是单 纯 的知 识传授 ，足 教 师的“灌输式 教学 ”和学 生 的“接受式 学习 ”，不利 于学生创新意识 和实践能力 的提高 ，
火炮设计理论范文
火炮设计理论范文火炮是一种重要的军事装备，广泛用于战争和防御中。
它具有远程射击、高杀伤力和精确命中目标的特点。
火炮的设计理论包括枪管设计、炮弹设计、炮架设计和火控系统设计等多个方面，下面将对火炮设计的几个关键理论进行介绍。
首先，枪管设计是火炮设计中的核心。
枪管的设计直接影响到火炮的射程、精确度和杀伤力。
好的枪管设计需要考虑材料选择、内径和膛线设计以及冷却系统等因素。
材料选择一般选择耐高温、耐磨损和耐腐蚀的合金钢。
内径的选择通常由炮弹直径决定，直径越大炮弹的杀伤力越高。
膛线设计会影响到炮弹的旋转稳定性，一般采用螺旋形状的膛线来增加稳定性。
冷却系统可以通过导热材料和冷却液来降低枪管温度，延长使用寿命。
其次，炮弹设计是火炮设计中的另一个重要方面。
炮弹的设计直接关系到火炮的杀伤力和射程。
炮弹一般由弹头、装药和外壳组成。
弹头的设计需要考虑杀伤方式和杀伤范围。
常见的弹头设计包括杀伤型、爆炸型和杀伤爆炸型。
装药的设计需要考虑到炮弹的射程和速度。
外壳的设计需要考虑到炮弹的强度和密封性。
炮弹的设计需要根据具体的火炮型号和使用环境进行优化。
此外，炮架设计是火炮设计中的另一个重要方面。
炮架的设计需要考虑到火炮的稳定性和可操作性。
稳定性可以通过合理的重心设计和支撑系统来实现。
可操作性可以通过合适的重量和尺寸，以及方便易用的操作系统来实现。
炮架的设计还需要考虑到抗震性和耐久性等因素，以确保火炮在恶劣环境中的可靠性和稳定性。
最后，火控系统设计是火炮设计中的一个关键方面。
火控系统的设计需要考虑到火炮的瞄准精度和射击控制。
瞄准精度可以通过合适的瞄准装置和精确的瞄准算法来实现。
射击控制可以通过火炮与指挥中心的信息传输和处理系统来实现。
现代火控系统还可以利用雷达、卫星定位和电子光学技术来提高射击精度和命中率。
总结起来，火炮设计理论包括枪管设计、炮弹设计、炮架设计和火控系统设计等多个方面。
好的火炮设计可以提高火炮的射程、杀伤力和精确度。
火炮设计理论课程考试标准答案07
课程名称： 火炮设计理论 学分： 4.5 教学大纲编号：01023202试卷编号：010******* 考试方式：闭卷 满分分值： 100 考试时间： 120 分钟二、试推导图所示简单筒后坐驻退机液压阻力计算式，并说明所用符号的意义。
图中V 为筒后坐速度。
（15分）解：1）连续方程： wa VA =，即V a A w =；（5分） 2）能量方程：()222222212221222V a A K w K w w w V p ⎪⎭⎫ ⎝⎛==+=+=+ξξρ，即 2222222122V a KA V a a KA p ρρ≈-=（5分） 3）液压阻力：223102V a A K A p ρ≈=Φ（5分） 三、图示为某自动机构后坐时的机构简图。
其中加速臂1的质心与转轴O 重合。
试写出自动机运动微分方程，并说明方程中各项的意义；写出自动机附加阻力T 的表达式。
（15分）解：1）运动微分方程为：F x A x M =+•••2（5分） 其中：442433232222112120m K m K J K m K m m M ηηηη+++++= dxdK m K dxdK m K dxdK J K dxdK m K A 4444333322221111ηηηη+++= 一、回答下列问题：(每题5分，共60分)1．炮身的主要作用是什么？（承受火药气体压力和引导弹丸运动。
）主要包括哪几个部件？（身管、炮尾、炮闩。
）2．采用自紧身管提高身管强度的原理是什么？(自紧身管在制造时对其内膛施以高压，使内壁部分或全部产生塑性变形；内压消除以后，由于管壁各层塑性变形不一致，在各层之间形成相互作用，使内层产生压应力而外层产生拉应力；由于内壁产生与发射时方向相反的预应力，因此使发射时身管壁内应力趋于均匀一致，从而提高身管强度。
) 3．什么是单筒身管弹性强度极限？（单筒身管不产生塑性变形时所能承受的最大内压力。
）单筒身管弹性强度极限主要取决于什么？（材料、结构尺寸、强度理论。
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§2.3 双层身管设计
2.4 筒紧身管的强度极限 （1）筒紧身管的弹性强度极限 筒紧身管的弹性强度极限是内外筒材料同时达到各自的比 例极限所能承受的极限内压，即筒紧身管的内外层材料都不 产生塑性变形所能承受的最大膛内压力。 如果以Eεt1为设计依据，则在P1的作用下
E t1 P1
E t 2 P 2
§2.3 双层身管设计
2）筒紧身管的弹性强度极限 内筒相当于一个内径为r1，外径为r2的单筒身管，它在外 压P2的作用下所能承受的最大内压P1 ，就是筒紧身管的弹 性强度极限。
P1 Eε t1
2r22 2 2r22 r12 E t1 p1 2 p2 2 3 r2 r12 r2 r12
§2.3 双层身管设计
（2）制造压力
2 2 2 2 1 2 2r2 r r12 2 r 2r1 r22 t ( p1 2 2 2 p2 2 2 2 ) E 3 r2 r1 r 3 r2 r1 r
设p2’为内外筒过盈套合后在配合表面产生的径向压力（即 制造压力）。仅在p2’的作用下，内管外表面的切向应变为
2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2
2 1 2 1
2r22 : 'P P p2 2 2 r2 r1
r1、r2、σp相同时， p2 的存在→σp ＜σ’p 即：p2 ↑→Eε t1 ↓ → P1Ⅱ ↑＝＞σ’p ↑
§2.3 双层身管设计
2r22 2 2r22 r12 E t1 p1 2 p2 2 2 3 r2 r1 r2 r12
§2.3 双层身管设计 2 筒紧身管设计特点
2.1 筒紧身管 由两层或多层园筒过盈套合组成的身管称为筒紧身管，也 称层成或紧箍身管。 加工时，外筒内径略小于内筒外径，形成过盈配合； 外筒加热膨胀，套在内筒上； 冷却后，外筒受拉，内筒受压，外筒对内筒 产生外压，提高内筒强度。
§2.3 双层身管设计
r32 r 2 r p" p r r32 r12
2 1 1 2
r12 r32 r22 p"2 p1 2 2 2 r2 r3 r1
2 2 r12 2r3 r 2 E " t p1 2 2 3 r r3 r12
§2.3 双层身管设计
（5）合成应力
在工作压力p1作用下，考虑制造应力，实际为合成应力 （内筒受内压p1 ，及外压p’2 + p”2 ，同时外筒受内压p’2 + p”2 ；或内筒受外压p’2 ，外筒受内压p’2 ，同时内外筒受内 压p1）。
t
C2 C1 2 r
3 3 p | E r | E t t 4 4
以|Eεr1|或Eεt1为设计依据都一样。
C2 1 3 E t 2 C1 4 2 r C2 1 3 | E r | 2 C1 4 2 r
在极限的情况下
| E t1 | P1
3 p1 P1 4
1）外筒的弹性强度极限 外筒相当于一个内径为r2，外径为r3的单筒身管，它能 承受的最大内压P2称为外筒的弹性强度极限。
2r22 2 2r22 r12 E t1 p1 2 p2 2 2 3 r2 r1 r2 r12
r32 r22 3 P2 P 2 2 2 2 2r3 r2
相对紧缩量的大小取决于套合工艺和身管设计的要求。 为了保证套合方便，筒紧炮身采用的相对紧缩量：
0.001 0.0025
§2.3 双层身管设计
2.3 筒紧身管应力分析 （1）补充假设 1）内外筒间没有相对滑动，两筒之间仅传递法向作用力； 2）可以应用力的独立作用原理； 3）忽略轴向应力； 4）可以采用名义尺寸计算。 分析的思路是： 先研究套合后的应力、应变规律； 然后讨论仅由发射时内压产生的应力、应变规律； 最后将以上两种情况，利用力的独立作用原理，叠加得 出发射时筒紧身管总的应力、应变规律。
p1r12 p2 r22 C1 r22 r12
p C2 C1 2 r
t
C2 C1 2 r
3 在极限的情况下 | E t1 | P1 p1 P1 4 2
2）当C1＜0时，
r1 p 2 p1 2 r2
C2 1 3 E t 2 C1 4 2 r C2 1 3 | E r | 2 C1 4 2 r
即：制造压力与配合面的相对紧缩量成正比。
§2.3 双层身管设计
（3）制造应力
2 2 2 2 1 2 2r2 r r12 2 r 2r1 r22 t ( p1 2 2 2 p2 2 2 2 ) E 3 r2 r1 r 3 r2 r1 r
在p2’作用下，内、外筒壁内的应力（残余应力、人工应力、 预应力）： 2 2 2 2 r22 r r1 r22 r r1 p' p' 2 2 2 内筒受外压p2’ ' t p' 2 r 2 r 2 r 2 r r r2
§2.3 双层身管设计
外压对身管弹性强度极限的影响（第二强度理论）
2r22 2 2r22 r12 E t1 p1 2 p2 2 2 3 r2 r1 r2 r12
3 r r 3r 3 r r P II P p2 2 2 ' P 1 2 2r r 2r2 r1 2 2r r
3 3 p | E r | E t t 4 4 以|Eεr1|为设计依据。 在极限的情况下
| E r1 | P1
3 p1 P1 4
§2.3 双层身管设计
3）当C1=0时，
p1r12 p2 r22 C1 r22 r12
p C2 C1 2 r
r12 p 2 p1 2 r2
E t 2
2r12 r22 2r12 2 p1 2 p2 2 2 r2 r1 3 r2 r12
2 2
2 2 2r (r2 2r12 ) 3 即：p2 ↑→Eε t2 ↓ 、Eε t1 ↓ ↓ ＝＞ Eε t ↓并均匀化
提供外压的途径： （1）直接外压； （2）层间加压 →充液; （3）缠绕 →丝紧、复合材料; （4）过盈 →筒紧。
p p' p"
E t E ' t E " t
§2.3 双层身管设计
（6）最大应力 对于单筒身管来说，最大主应变是内表面的切向应变， 因此以内表面的切向相当应力作为设计依据。但是对于筒 紧身管，由于其内管存在着外压p’2 的作用，因此很难判断 出最大主应变。为此须研究厚壁圆筒以积分常数C1 、C2 表 示的各应力公式。略去轴向应力得 C2 p 2 C1 r
2 1 2 1
2 3 2 3 2 2 2 2
2 2 2 2
p2 2(
3 1 r 2r 1 2r r ) E r r E2 r r
2 2 2 1 2 2 3 2 3 2 2 2 2
2
当E1=E2=E时，
(r32 r22 )( r22 r12 ) p2 E 2 2r22 (r32 r12 )
r22 2r12 2 t21 p2 2 3E1 r2 r12 2r32 r22 2 t22 p2 2 外筒内表面的切向应变 2
2 | t21 | t22
2 2 2 2 2 2 2 2 1 2
3E 2
r3 r2
2 1 2 1
2 r 2r 2r r 2 p p2 3E1 r r 3E 2 r r 2 1 r 2r12 1 2r32 r p2 ( ) 3 E r r12 E 2 r32 r
r
切向应变
轴向应变
AB AB ( dr du ) dr du AB dr dr A' A' 2 ( r u ) AA 2r
A' A' AA 2 ( r u ) 2r u t AA 2r r C' D' dz w dw w dz dw CD dz
2 1 2 1
2 2 r22 r 2r1 2 E r p 2 2 2 3 r r2 r12 2 2 r22 r 2r1 2 E t p 2 2 2 0 2 3 r r2 r1
外筒受内压p2’
' t p' 2
r r r r r32 r22
r32 r22 2r22 T 1 E t1 p' 2 2 E 2 2 2 r2 r1 r3 r12
(r32 r22 )(r22 r12 ) p2 E 2 2r22 (r32 r12 )
§2.3 双层身管设计
（4）发射时的附加应力 在工作压力p1独立作用下，内外筒组成的单筒（内径r1 ， 外径r3 ）壁内的应力：
C ' D'CD ( dz dw) dz dw z CD dz dz
§2.3 双层身管设计
u 21 t21 r2
u 22 t22 r2
为内管外表面和外筒内表面由于过盈配合而产生的切向 应变（称为制造切向应变），则
2 | t21 | t22
火炮设计理论
主讲：张相炎 教授
南京理工大学火炮教研室
联系电话：84315581
§2.3 双层身管设计
1 引言 提高单筒身管的弹性强度极限： 1)增加身管的壁厚： 单筒身管的内外壁应力分布不均匀 →当壁厚增加到一定程度时→ 身管的重量↑↑ →身管的弹性强度极限↑， 但趋向一个极限值。 2)提高材料的强度类别: 提高材料强度→韧性下降↓ →合金元素的含量增多→加工困难 →经济性差 3)其他方法？
q2 u 21 u 22 u 21 u 22 2 2(| | ) | | d2 d2 d2 r2 r2