弹性胶泥缓冲器结构分析以及与火炮的结合

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1、交流河北农机HEBEINONGJI摘要：本文以弹性胶泥的特性分析为基础，把弹性胶泥缓冲器与火炮后坐相结合，代替火炮传统的制退机和复进机设备，实现了单设备的缓冲减震，并对其进行有限元分析，了解重要部件的应力分布情况。关键词：火炮反后坐；弹性胶泥；缓冲器；ansysDOI:10.15989/j.cnki.hbnjzzs.2015.01.027弹性胶泥缓冲器结构分析以及与火炮的结合山西中北大学机电工程学院王伟苏铁熊仝志辉芮亮前言包括如图1所示的组成结构：活塞、活塞杆、缸盖、密封火炮反后坐装置的定义：在炮身与架体之间安装圈、活塞缸等。的、用来耗散和储存火炮射击时后坐能量并使

2、炮身复[1]位的结构部件。传统的火炮反后坐装置由两部分组成———制退机和复进机，都在很大程度上使火炮的重量、结构和制造成本增加。此外，由于活塞杆复进时，液体的流速很低，制退机的节流孔产生的液压阻力很小，对复进运动的作用有限，为了避免后坐部分在复进到位时的冲击，在多数火炮上还需设置专门的复进节制[1]器。基于此，新型胶泥缓冲器的出现弥补了以上的不图1弹性胶泥缓冲器示意图足，不仅自身设备能实现缓冲减震的目的，而且还由于2.2弹性胶泥缓冲器在火炮运用中的工作原理其设备小，能更大程度地提高火炮的机动性，增加火炮活塞杆和火炮后坐部分固连在一起，两缸中都充的威力。弹性胶泥缓冲器

3、的市场竞争力具有明显优势，满了硅胶泥，并且胶泥都有一定的预压力。预压力不我国正处于研发阶段，因此有必要对其进行深入了解。能过小，若太小的话，就不能使火炮回复到最初位置。1胶泥介质相反，如果初压力选取过大，会使得缓冲器的最大吸弹性胶泥的介质材料是一种有机硅化合物，主要收率减小。火炮发射后，产生向后的冲击波，当大于预由未交联混合物组成，其中一些包括聚硅氧烷、阻燃压力后，活塞缸里的胶泥被压缩，胶泥通过活塞上的剂、抗压剂等等。聚硅氧烷便是其中最主要的原料，它小孔以及缸壁和活塞的环形间隙向另一侧流动。这一是一种高分子化合物，以硅氧键(或称硅醚键)为特征，过程中发生的摩擦力以及

4、胶泥本身的内在运动都要这些键是由彼此间隙的硅原子和氧原子相联系而成的消耗一部分动能，阻碍活塞向后运动，另一部分动能[1]链或环：……，由硅氧键组成的键可储存在弹性胶泥里（此时相当于传统火炮反后坐装置以达到相当大的程度，而且稳定性特别高，难以破坏。中的制退机）。当冲击波减小或消失以后，胶泥里的弹这样分子链或环在运动时产生高阻尼效应，消耗外部性势能释放，两缸中的胶泥都要恢复到初始状态，推[2]动能，以达到缓冲的目的。聚硅氧烷的分子在某种程动活塞杆以及活塞一起向前运动，使火炮复位，再次度上和天然硅酸盐的分子相似。因为它相当于用烃基达到平衡位置（此时相当于传统火炮反后坐装置

5、中的取代了硅酸盐分子的氢原子和金属原子，坚固的si-o复进机）。键决定了聚硅氧烷具有绝大部分硅有机和硅无机的化3弹性胶泥缓冲器重要部件的有限元分析合物所具备的特性，在高温或者低温下就特别稳定，又从前面对弹性胶泥缓冲器工作原理以及结构分析因为si-o键的化学键的键能大，所以对各种化学试剂可以知道，弹性胶泥缓冲器的所有零件中，活塞杆与活[3]也十分稳定。塞的受力为最关键的部件，以下是对这个零部件的有2弹性胶泥缓冲器的组成结构以及工作原理限元分析。2.1结构组成分析考虑到活塞杆的强度和刚度，活塞杆的材料一般据大多数国内外数据资料分析，弹性胶泥缓冲器用45、40Cr[4]。

6、这里我们选择45钢作为分析对象，长度作者简介：王伟，1986出生，陕西省榆林市人，研究生，研究方向：为150mm，直径为20mm。其中45钢ρ=7.89×311[5]机动武器技术。103kg/m，泊松比λ=0.3，杨氏模量E=2.09×10pa。302015年第1期河北交流HEBEINONGJI农机3.1活塞杆的有限元分析的前处理我们将有限元分析的模型结果导入到这里，如图4在ansys的前处理分析中，活塞上的细孔处应力集所示，并对应力图的结果进行必要的讨论。中较为明显，为了不影响整体分析的效果，对活塞以及活塞杆的倒角，细长小孔做了简化处理。在ansys中直接建立模型

7、，并对其进行了网格划分。划分结果如图2所示。图2活塞以及活塞杆有限元分析模型图（e）x向应力云图图（f）节点应力云图3.2活塞杆及活塞的初步分析图4模型的应力云图本文中活塞杆与火炮反后坐固连在一起，活塞与由于x方向和y方向一致，因此我们只观测x方弹性胶泥直接接触，因此我们把活塞与胶泥接触的断向的应力云图，从图（e）和图（f）中我们可以看出，与胶面全约束，把活塞杆与火炮接触的断面给予压强为泥接触的地方应力相对较小，这正是我们希望看到的1800pa的压力，然后进行求解仿真，得出如下结果。图结果，当预压力过大时，也不会发生刚性接触，但是在3为节点位移图以及活塞受力变形