火炮身管内膛表层温度及其梯度规律研究

摘要

火炮射击过程中高温火药燃气可使身管内膛表面材料强度降低、发生相变甚至形成熔融态,加速身管内膛表面形成烧蚀、冲刷、磨损及开裂等损伤,研究身管内膛表面温度及梯度对揭示身管损伤机理具有重要意义。以大口径155 mm火炮身管对象,建立身管热-结构耦合动力学模型,仿真研究阳线棱边倒角、表面镀铬等对身管内膛表层温度的影响规律,结合实弹射击试验后身管内膛表面热影响层检测对仿真结果进行对比。研究结果表明:身管内膛表层温度沿径向快速衰减,形成极大的温度梯度,表面温度达到1500℃、190μm处温度超过727℃;阳线棱边存在明显的热累积,温度比阳线表面高出300℃以上,阳线棱边倒角后温度约降低100℃;内膛镀铬后可使基体温度降低约400℃。