沈陽理工大學裝備工程學院課程設計PAGEPAGE1火炮炮身設計任務書學院院裝備工程學院專業武器系統與發射工程學生姓名學號課程設計題目設計某式122毫米加農炮的雙層筒緊身管已知條件和數據口徑121.92毫米；彈丸質量21.76公斤；銅柱測壓器壓力2400公斤/厘米2；裝藥重量2.3公斤；藥室容積3.77分米3；藥室縮頸長3.15分米；藥室長2.86分米；彈丸行程長23.84分米；采用硝化棉火藥，有護膛劑。最大壓力面身管內徑121.92毫米，身管外徑為292毫米；設計內容與要求繪制出高低溫壓力曲線，并給出計算表格；繪制出身管的理論強度曲線；根據最大壓力斷面選擇內外筒的材料強度類別；確定內外筒尺寸和緊縮量；身管的實際強度校核；工作計劃和進度安排本課程設計時間兩周（共10天）第一周：繪制出高低溫壓力曲線和身管的理論強度曲線；選擇內外筒的材料強度類別。第二周：確定內外筒尺寸和緊縮量；身管的實際強度校核；編寫說明書；進行答辯。指導教師：年月日教研室主任：主管院長：日期：年月日

摘要目前在提高火炮初速方面往往采用增膛壓的方法，例如一些加農炮的強裝藥膛壓已接近，有的甚至更高，這就要求有能承受這樣高內壓的身管。一般身管很難滿足要求，而筒緊身管就是一個很好的選擇。筒緊身管由兩個或多個圓筒構成，其外筒內徑比內筒外徑略大，外筒加熱膨脹后套在內管上，冷卻后外筒對內筒產生壓力。新研制的火炮身管設計，大多采用高低溫壓力曲線作為身管強度設計的依據。故本次設計利用高低溫壓力曲線來設計筒緊身管。相信在教研室各老師的悉心指導下能很順利的完成此次身管設計。關鍵詞：高低溫壓力曲線；筒緊

目錄1計算并繪制繪制作用于身管壁的壓力曲線 51.1 有關參量的計算 53.1確定筒緊身管彈性強度極限P1 113.2確定配合面直徑2r2 113.3選擇內、外筒材料強度類別 113.4確定緊縮量 123.5實際強度的校核 13351緊縮量最小時校核內管強度 133.52緊縮量最大時校核外筒的強度 13總結 14致謝 15參考文獻 16

1計算并繪制繪制作用于身管壁的壓力曲線已知參數：有關參量的計算由、查系數表得壓力全沖量系數因為采用硝化棉火藥，所以溫度修正系數因為身管全長比值因此取又因所以次要功計算系數1.1確定高溫膛底最大壓力1.2確定高溫彈底最大壓力取，并有護膛劑，則 1.3確定高溫彈道最大壓力1.4確定、及根據，及，由內彈道壓力表求出，由內彈道壓力表求出，按和插值即可求得、和，插值數據均列表1.1中。表1.1插值數據1.61.6751.71.7081.8921.953230.69209.62204.530.6490.6470.646286.85274.50270.28由此可求出于是現將以上計算數據（對應A、B、C三點）綜合如下：A點；B點；C點。1.5確定燃燒結束點壓力曲線21.76根據及，由內彈道壓力表求出這說明，此炮身的設計壓力曲線包括炮口段的的曲線。由之間的燃燒結束點彈底壓力，可利用壓力表及，間各對應的，換算出各對應的和,見表1.2。表1.2對應和的值1.8821.9532.2232.5192.8433.2033.6074.0684.6025.2205.4405.95986.1527.007.938.9610.0911.3612.8114.5016.44317.1368.829.019.8610.7911.8213.9514.2215.6717.3619.3020.00209.62204.53181.30160.82142.79126.71112.4199.5788.0077.5274.58199.39194.55172.45152.97135.82120.53106.9394.7183.7174.9670.94其中彈底壓力由平均壓力公式算出，即這樣，由對應的及值就可以求出之間，即C到D點之間的身管設計壓力曲線。1.6確定炮口段時的，通過內彈道表可以求出對應的壓力曲線。由到炮口之間和以及換算到上午和的數據均列在表1.3中。表1.3對應和的值5.445.56.06.57.07.5817.13617.3318.9020.4622.0523.8720.0020.1921.7623.3424.9126.7074.5871.9367.2361.3556.4551.6470.9468.4263.9558.3653.7049.12其中：這樣可以做出由的設計壓力曲線。歸納以上結果，我們可以得出設計壓力曲線之間的關系，見表1.4。表1.4壓力曲線之間的關系06.738.829.019.8610.7911.8212.9514.22293.44265.4199.39194.55172.45152.97135.82120.53106.9315.6717.3619.3020.0021.7623.3424.9126.794.7183.7174.9670.9463.9558.3653.7049.12用表1.4數據做曲線，如圖1.1及附圖1。2.身管理論強度曲線身管彈性強度極限是身管強度設計的基本依據。由于作用于身管各截面的壓力和身管各部要求的安全系數不盡相同，所以各截面的理論彈性強度極限也不盡相同。將身管各截面的理論強度極限與身管對應的位置繪制成的曲線，加身管理論強度曲線。高低溫法身管各部的安全系數如1.2圖。加上安全系數后，理論壓力曲線之間的關系，見表1.5。表1.5論壓力曲線之間的關系ABCDL03.073.076.738.829.8610.7911.8212.95P293.44280.65308.66291.94219.33189.70168.27162.98144.64EF14.2215.6717.3619.3021.7623.3424.8726.7139.01132.59125.57119.94108.72105.49102.0393.33用表1.5數據繪制理論壓力曲線如圖2.1及附圖1。3確定內外筒尺寸和緊縮量及選擇內外筒的材料強度類別3.1確定筒緊身管彈性強度極限P1因為最大壓力已考慮到高溫影響，安全系數一般要求不小于1.2，故選=1.3=1.3×274.5=356.853.2確定配合面直徑2r2因為已知及，用最適宜半徑公式確定適當加大，因此3.3選擇內、外筒材料強度類別因為=1.5=1.5×274.5=411.75，取=500，即-50。因為所以應以內管相當應力作為設計依據。為確定計算出代入式中解得外筒材料的比例極限選定，即-503.4確定緊縮量當＞0即＜時，有式用代入，則選因為所以所以符合前述要求。由前式知道相對緊縮量絕對緊縮量選=0.20則取緊縮量公差則由此得3.5實際強度的校核351緊縮量最小時校核內管強度則3.52緊縮量最大時校核外筒的強度配合面最大的制造壓力計算被筒的彈性強度極限計算考慮被筒強度時的筒緊炮身實際強度極限上述兩項安全系數合于給定范圍。總結通過本次課程設計，使我對火炮的設計從理論上升到理解消化的層次。從計算高低溫壓力曲線到最后身管的外形調整，把本課程所學融會貫通，加深了對概念的理解，了解實際設計時的變量控制方法，比如材料的選取，繪制高低溫壓力曲線時選取外包絡線的注意方面，決定身管設計壓力曲線安全系數的值要注意方面等等，總之，通過本次課設的學習，受益匪淺。同時在做本課程設計，需要CAD繪圖和數據處理，經過本次課設，，回顧和熟練了CAD繪圖方法，加強了用EXCEL等軟件處理數據和進一步熟練的運用Word編排文檔的能力。不是每一次的運算都會正確，不是每一次的繪圖都會準確，過程中遇到很多難題，也出過很多錯誤，最后經過驗算發現紕漏和錯誤，得到想要的結果。科學嚴謹的學習態度是最重要的，數據面前不能含糊，做學問需從一而終，認真到底。致謝本次課程設計得到袁志華老師在課前課后的悉心指導，在遇到困難的時候和同學討論，也得到了同學們的大力幫助，在此一一致謝。這次課設任務的圓滿完成，先要感謝黨、學校和國家的培養，使我不懼怕困難，因為黨和人民是我強大的后盾，我們可以以黨的科學發展思想分析問題，解決問。最后，要感謝我的朋友們和同學們，他們給了我很多無私的幫助，我們