碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究
新型碳纤维湿法缠绕环氧复合材料研究成功
易 磨损及 物料成形 困难等技术 问题 。 用 该 设 备 生 产 出的 P E ／P V C 单壁 波纹 管耐高 温 、 耐腐蚀 、 抗老化 、 强 度高 ， 成 为 替代 传统 管材的理 想产 品 ， 可 广 泛应 用 于 电气 穿 线 管 、 汽 车 穿 线 管 、 护 套 管 、 机床 产 品 、 包装 食 品机械 、 电力 机 车 、 工 程 安 装 、 灯 具 、 自动 化 仪 器 仪 表等领域 ， 一 推 向市 场就 受 到 用 户 普遍欢迎。 n
T D E 一 8 5 环 氧树脂 、
环 氧值0
85
．
；
誓黧 篙 嵩至A F G 一 9 0 环 氧树脂 、
环 氧值0 8 5 ～
0
90
．
，
G
6360 、
6 6 0 环 氧 活性 稀释 剂 ， 均 由蓝 星
体树脂 ， 混合芳香胺 Байду номын сангаас 固化剂 ， 研 究 了
新材料无 锡树脂厂 提供 ；
-
DDM(
氨基二
2 44GPa 。
40 ：
15 ：
7 5．
：
6 2 的配 比混 合均 匀 ，
浇
由于 具 有高 强 度 、 高 模 量 、 低 密度 铸 到 标 准 模 具 中 ， 在 烘 箱 中 按 照 9 0 。c
等 优 点 ， 碳 纤 维 成 为 当前 最 重 要 的 高 性 ／2 h + 1 3 0 cC／3 h + 1 6 0 0 c ／3 h 的 条 件 固 化 ，
火箭发 动机壳体 几 乎全 部采 用 碳 纤 维 复 单 向平 板 ， 然后 固化 (固化条件 与相 应 树
合材料 ； 2 0 0 6 年2 月 正 式 下 水 的美 国 短 “ 脂 浇铸体 同 ) ， 切 割 至 规 定 的 尺 寸 、 N O L
复合材料在身管火炮中的使用研究
卜——— —— ———————
图 １ 复合材料 圆筒结构
Ｆｉ ｎ ｇ ｒ ｔｏ ｆｃ ｍ ｐ ｓｔ ａ ｒ ｌ ｇ １Ｃｏ ｆ ｕ ａｉ ｎ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉｅｂ ｒｅ
助
能
尘 辛
料
２０ 年增刊 （８ 卷 ０７ ３）
径 向的变化 规律 ，Ｔ ０ ３０与 ｓ ２的体积混 杂 比例 ： ｓ Ｖ
分 别 为 ５： ，４： ，２： ， １： ０ １ ３ ４和 ０： 。 从 图 ４中 可 ５
表 １ 混合结构 所能承受的最大 Ｐ Ｐ Ｆ Ｖ
混
：０ ４ ：１
以看 出，与纯 Ｔ ０ ３ ０制成 的圆筒相 比， 当存在 一定 的混 杂后复合材料 圆筒沿径 向强度 的变 化趋 向均 匀， 明材 表 料能趋于充 分利用 。
的有效使 用， 出了基 于厚度 和 角度优 化 的方 式较 为有 得
效 的结 论 。
３ 材料 的有效使用
强度 比 定义 为圆筒所用材 料 的最大 许用应力与 其所 承受 的实际应力之 比， 复合材料 圆筒第 七层的强 记 度 比为 风 ，且 Ｒ＝ｍｉｋ ｋ 当 ＝１时圆筒发生第一层 ｎＲ ：
３炮兵学 院 南京分 院研 究生队 ，江 苏 南京 ２ １３ ） ． １１ ２
摘
要 ：复合材料在各种 武器装备 中得到 了越来越广泛
假定 １ 轴为单 向纤维的纵 向，２轴 为其横 向，则缠 绕 角 ａ为 １ 轴和 ｚ轴 的夹 角 。 定圆筒是 由一 系列缠绕 假 角为 ±ａ的单 向复合材料一层 接一层 缠绕 制成 ，其中 ， Ⅱ 。 ＝Ⅱ 。这种类 型的复合材料 圆筒 的刚 强度模 型 ＝Ⅱ ，ｃ 和 动 态特性 模型 已分 别在文 献［］ ［］ ６和 ７ 中给 出 。在此 基 础 上将对复合材料 圆筒中材料 的有效使用加 以讨 论。
钛合金与碳纤维复合身管在无后坐力炮中的应用分析
钛合金与碳纤维复合身管在无后坐力炮中的应用分析
孙向东;谢鑫;戴泓源;王佳;闫旭;冯茂林
【期刊名称】《火炮发射与控制学报》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】为满足现代装备轻量化要求,以无后坐力炮的钛合金与碳纤维复合身管为研究对象,采用静态水压试验方法测得变形率,分别与理论计算、数值模拟计算的变形率进行符合性验证,得到实测变形率与理论计算变形率误差在±5%以内,实测变形率与模拟计算变形率误差在±6%以内,变形率误差在可接受范围。
对碳纤维复合材料身管进行水压爆破试验,结果表明:碳纤维T700和M46的安全应力和变形率分别为1.874 4 GPa、1.18%和1.465 9 GPa、0.6%,在该试验数据的基础上,使用实炮进行射击试验,测得的最大变形率为0.19%,该变形率小于0.6%,从工程应用角度考虑,钛合金内衬外缠碳纤维复合材料能够满足身管轻量化应用要求。
【总页数】6页(P62-67)
【作者】孙向东;谢鑫;戴泓源;王佳;闫旭;冯茂林
【作者单位】河北燕兴机械有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TJ32
【相关文献】
1.某单兵无后坐力炮后喷区域危险性综合评估
2.带状变燃速发射药对无后坐力炮内弹道性能影响研究
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4.线膛复合身管无坐力炮的非金属弹带挤进过程数值分析
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碳纤维复合材料研究进展及其应用
叶片蒙皮层,并将加热电缆安装在主轴的滑环上,不 仅
能消 除 叶 片 表 面 的 冰,还 可 以 提 高 设 备 的 发 电 效
率 [11-12]。
2
.2 高模量碳纤维复合材料在航空航天的应用
卫星技术的发展对提高国民经济及强大国 防 具 有
重要意义 [13-14]。卫星结构的材料性能是体现卫星技 术
强弱的主要方面。
问题愈加 明 显 [16]。 钢 结 构 的 各 种 损 伤 很 大 程 度 上 影
粘弹性,有 很 强 的 应 变 能 力,纤 维 填 充 直 径 较 小 的 材
响了海上平台的 稳 定 性,进 而 影 响 海 上 作 业 的 安 全 性
料,一般小于 10μm[6-7],缺 陷 相 对 较 小,坚 硬 但 脆 弱,
纺织科技进展
·2·
2023 年第 7 期
表 2 碳纤维复合材料的分类
分
类
特
点
高风力发电的 效 率。 当 气 温 在 零 摄 氏 度 以 下 时,若 空
应
用
航空 航 天 材 料、宇 宙 飞 行
树 脂 基 复 合 材 比重小、刚性好、强度高、耐 器外表面防热层以 及 火 箭
领域为树脂基碳 纤 维 复 合 材 料 最 大 需 求 端,需 求 占 比
达 50% 。在航空航天领 域,树 脂 基 碳 纤 维 复 合 材 料 常
用于制造 民 用 飞 机 发 动 机 罩、副 翼、阻 力 板 以 及 舱 门
等,能够达到减重效果。
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2
.4 碳纤维复合材料在汽车轻量化中的应用
照明功能,还需 要 满 足 人 们 对 光 环 境 的 视 觉 和 心 理 审
碳纤维管缠绕成型工艺与工艺程序的分析介绍
碳纤维管缠绕成型工艺与工艺程序的分析介绍比起常用的金属和塑料管，碳纤维管具有重量轻、强度高、不生锈、耐腐蚀、热膨胀系数低、使用寿命长等特点。
碳纤维管的主要成型工艺有缠绕成型、模压成型、挤拉成型、卷管成型四种，本篇文章向大家详细具体的介绍有关碳纤维管的缠绕成型工艺，为此我们咨询了挪恩复材生产车间的顾工，顾工投身碳纤维行业已有十多年时间，在碳纤维成型加工方面拥有丰富的经验。
碳纤维缠绕成型工艺是利用湿法缠绕，将浸胶后的玻璃纤维集束，在一定的张力控制下直接缠绕在芯膜上的工艺方法。
在进行缠绕时要使碳纤维位置稳定、不打滑，并且均匀连续的布满芯膜表面，这需要碳纤维按照一定的规律排布，此规律也被称为“缠绕规律”，碳纤维从芯膜上的某一点开始，绕过芯膜再回到起点，在芯膜上形成一条不重复的缠绕绕型称为标线，缠绕规律不同其缠绕标线也不同。
缠绕规律由芯膜与绕丝头之间相对运动关系决定。
缠绕线型的正确设计是保证碳纤维缠绕产品质量的重要前提，碳纤维管的使用情况不同，其缠绕线型也不相同。
据顾工介绍，具体缠绕线型可细分为螺旋缠绕、环向缠绕、纵向缠绕三种，把这三种缠绕分布用不同的缠绕层上，可以提高碳纤维管的纵向及环向综合拉伸强度。
1、螺旋缠绕螺旋缠绕时，由绕丝头引入的芯膜上的某点开始，绕丝头经过若干次往返运动后，又缠回到原始的起点，也可以说螺旋缠绕的基本运动是芯膜绕轴线匀速转动，绕丝头沿芯膜轴线方向作间歇往复运动。
2、环向缠绕缠绕时，芯膜绕自身轴线作匀速转动，绕丝头沿芯膜筒体轴线方向匀速移动，芯膜每转一周，绕丝头移动一个纱布宽度，如此循环性下去直至纱布带均匀地布满芯膜筒体段表面为止。
环向缠绕的缠绕角通常在爱85—90°之间，实现环向缠绕的缠绕运动速比可以定义为单位时间内芯膜的转数与绕丝头移动距离之比。
点3、纵向缠绕纵向缠绕时绕丝头在固定平面内作匀速圆周运动，芯膜绕自身的轴线慢速运转，绕丝头每转一圈，芯膜旋转一个微小的角度，反映在芯膜表面上就是一个纱布的宽度。
迫击炮灭火弹圆柱部结构设计
迫击炮灭火弹圆柱部结构设计
桂潜波;王克印
【期刊名称】《四川兵工学报》
【年(卷),期】2008(29)4
【摘要】根据迫击炮灭火弹的战斗功能原理,在对弹药在发射膛内进行受力分析的基础上,提出了对灭火弹圆柱部分的创新设计,采用对称均匀分布的立柱结构形式,使轴向惯性力和由轴向惯性力引起的灭火剂压力采用不同的结构和材料分别承受.新的结构不仅仅满足发射过程中的安全性要求,还可以减少中心装药量,增加灭火剂装填量,减轻弹体质量,满足抛撒距离要求,避免杀伤型破片的产生.
【总页数】3页(P26-27,73)
【作者】桂潜波;王克印
【作者单位】军械工程学院,石家庄,050003;军械工程学院,石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】TJ303
【相关文献】
1.碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究
2.一种新型迫击炮灭火弹的外弹道仿真研究
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湿法缠绕用T800碳纤维复合材料基体研究
Abstract On the base of the characters of T 800 carbon fiber and wet winding, one kind of resin matrix , w hich is suit-
水甘油酯类环氧树脂 ( T DE- 85) 2 种 有代表性的树 脂, 分别采用酸酐固化剂 M eT H PA, 考察了树脂浇 注体的拉伸性能和 T 800 碳纤维单向复合材料的层 间剪切强度( IL SS) , 并对比了 T 300 和 T 700 碳纤维 复合材料的 IL SS( 表 1) 。
由表 1 可 看 出, 不 同的 树 脂 基体 对 T 300 和 T 700 复合材料的 IL SS 影响不大, 而对 T 800 复合 材料的 ILSS 影响明显。T 800 与普 通双酚 A 环氧 树脂 ( CYD- 1 2 8 ) 的 IL SS 最 低 , 界 面 性 能 最 差 。
复合材料湿法缠绕成型工艺要求基体树脂的粘 度要尽量低, 同时基体树脂的适用期要足够长, 以保 证成型工艺过程中树脂粘度的稳定。若缠绕过程中 适用期短, 树脂粘度升高过快, 则在工艺后期纤维难 以被浸润, 树脂容易夹带气泡, 空隙率及树脂含量增 大, 最终影响制品的质量稳定性[ 6] 。该树脂体系在室 温( 25 ) 下的初始粘度为 0. 43Pa s, 9h 后粘度升高 到 1. 01Pa s, 在前 8 h 上升并不明显, 说明该树脂体 系中固化剂和环氧反应活性低, 在该温度下体系的适 用期大于 8h, 完全适用于湿法缠绕使用。 2. 4 T800 碳纤维复合材料的耐湿热性能分析
Φ10mm碳纤维复合材料管成型工艺及性能研究-宇航材料工艺
( Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology,Beijing 100076)
Abstract The forming process and properties of carbon fiber reinforced composite pipe with the diameter of 10mm were investigated. The results show that the carbon fiber reinforced composite pipe fabricated by the thermal shrinkage process has the advantages of simple forming process and better quality reliability. Compared to the stainless steel pipe with the diamemer of 10 mm, the carbon fiber reinforced composite pipe with the same diameter has the equivalent flexural stiffness. While the flexural strength of composite pipe is more than three times of the stainless steel with the same diameter, and its weight is only half of the stainless steel pipe. In addition, the composite has good dimension precision which can meet the design requirements.
C_C材料_高硅氧布_酚醛树脂复合缠绕
C_C材料_高硅氧布_酚醛树脂复合缠绕制造技术研究航天制造技术 5C/C 材料-高硅氧布/酚醛树脂复合缠绕制品工艺研究国防科技大学航天与材料工程学院冯屹摘要随着固体发动机推进剂性能的提高，对发动机喷管绝热扩散段抗冲刷性能的要求也不断提高。
通过对C/C -高硅氧布/酚醛复合材料制品缠绕成型的工艺研究，即在C/C 材料外型面补缠高硅氧布/酚醛材料，了解不同材料的复合成型方法，选择一种适合绝热扩散段的工艺方法，提高材料的烧蚀性能和抗冲刷性能。
主题词复合材料 C/C 材料缠绕工艺研究1 引言喷管扩散段是固体火箭发动机的重要部件，为满足使用要求，喷管扩散段的材料由高硅氧纤维模压制品、高硅氧布/酚醛树脂缠绕制品，一直发展到现在常用的碳布-高硅氧布/酚醛树脂复合缠绕制品，使用材料的抗冲刷性能、绝热性能在逐渐提高。
随着固体发动机推进剂性能的提高，对喷管绝热扩散段抗冲刷性能的要求也不断提高，研制生产新型的复合材料，满足喷管扩散段使用要求，已刻不容缓。
经过调研论证，采用“ C/C 材料-高硅氧布/酚醛复合材料”，即在C/C 材料外型面补缠高硅氧布/酚醛材料，将C/C 材料突出的抗冲刷性能和高硅氧布/酚醛复合材料的良好的绝热性能结合起来，是绝热扩散段材料的研究方向之一。
本文对C/C 材料-高硅氧布/酚醛复合材料制品缠绕成型方法进行了工艺研究。
2 工艺方案a. 方案确定；b. 模具、毛坯尺寸计算；c. 原材料准备；d. 工装、模具图纸设计；e. 缠绕工艺准备、辅助工具准备；f. 工艺试验、分析调整；g. 超声波、X 光探伤检查，解剖取样，测试数据；h. 搭载试车。
3 试验过程3.1 工艺流程高硅氧布/酚醛复合材料缠绕成型工艺成熟，为了实现C/C 材料与高硅氧布/酚醛树脂材料的复合成型，解决缠绕成型困难及内部缺陷问题，确定工艺流程如下：收稿日期：2007-03-29作者简介：冯屹(1972-)，高级工程师，机械设计与制造专业；研究方向：布带缠绕、非金属机械加工工艺。
碳纤维复合材料缠绕制品抗外压性能研究
的变形 或者 发 生压 塌 破 坏 （筒 壁 部分 向 内 曲折 ），因
此 对抗 外 压 ຫໍສະໝຸດ 绕 制 品进 行 设 计 时 主要 考 虑 环 刚度
Ｏ
问题 。
本文首先采用多官 能 团均苯 四甲酸二酐 （ＰＭＤＡ） 熔 融共 混 甲基纳 迪克 酸 酐 （ＭＮＡ）作 为 固化 剂 ，Ｎ，Ｎ
图 １ Ｓ一２１树脂分子 式
混 ＰＭＤＡ 固化环氧树脂 并调 整 ＰＭＤＡ含量 可以有效改 变树脂模量 ，随着 ＰＭＤＡ含量 的增加 ，树脂模量提 高。３＂－ ＰＭＤＡ含量仅 为 ＭＮＡ 的 ５％ 时 ，树 脂 模 量 从 ３．７１ ＧＰａ增 加 到 ４．１８ ＧＰａ，提 高 了 １３％ ；当 ＰＭＤＡ含 量 为 ＭＮＡ 的 １０％ 时 ，模 量 达 到 最 大值 ，为 ４．６１ ＧＰａ。提 高了 ２４％。随 着基体模 量增加 。单 向 ＣＦＲＰ的压缩强度 、剪切 强度和环 刚度 均先增加 后减 少。 当基体模量 为 ４．１８ ＧＰａ时 ，ＣＦＲＰ 的压 缩 强度 和 剪 切 强 度 均 达 到 最 大值 ，分 别 为 ６５５ ＭＰａ和 ７１．６ ＭＰａ，提 高 了 １６％和 １２％ 。 此 时 ，缠 绕 管 环 刚 度 达到 最大值 ，为 ２７７ ｋＮ／ｍ ，提 高了 ８７％ ；同时增加缠绕 角和厚度 能够提 高缠绕管的抗失稳能 力。
大 深 度 鱼 雷 壳 体 Ｌ４］、海 洋 平 台立 管 ［５］、深 海 潜 水 壳 影 响 ，及 缠 绕 角 对 ＣＦＲＰ 环 刚 度 的 影 响 ；最 后 通 过
体 ［６ｌ７］等 。研究 表 明 ，提 高 ＣＦＲＰ的压 缩强 度 和剪 切 ＡＮＳＹＳ有 限元 分 析 ，研 究 缠 绕 管 的厚 度 、缠 绕 角 对 强度 可有 效 增 加 壳 体 的抗 外 压 能 力 ，而 增 加 ＣＦＲＰ 其 临 界失 稳压 力 的影 响。
碳纤维复合材料的制备与性能控制
碳纤维复合材料的制备与性能控制碳纤维复合材料（CFC）是由碳纤维和基质材料组成的一种高性能材料。
CFC具有优异的机械性能、高耐腐蚀性、高温稳定性等特点，广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
本文将就CFC的制备与性能控制进行探讨。
一、CFC的制备CFC的制备主要分为预制复合体和后固化复合体两个过程。
1.预制复合体预制复合体是指在模具内预先制备好的CFC复合材料坯料。
其制备流程如下：（1）CFC布料排布：将碳纤维布料横向、纵向或斜向按照一定规律排列，形成所需厚度的碳纤维布料。
（2）树脂浸渍：将所选用的树脂浸润于碳纤维布料之中，将其浸透均匀。
（3）真空复合：将浸润后的碳纤维布料放置于真空袋内进行复合，压缩排除浸润后的空气，确保树脂渗透均匀。
（4）固化处理：将复合好的碳纤维布料放置入模具中进行加热固化，使其完全固化成型。
2.后固化复合体后固化复合体是指在制备好的预制复合体基础上，再进行一步辅助固化的工艺过程。
其制备流程如下：（1）机械加工：对预制好的CFC坯料进行精细的机械加工，以确保其平整度和精度。
（2）表面涂覆：在CFC表面涂覆一定厚度的助剂，以起到固化效果。
（3）固化处理：将经过表面涂覆的CFC放置于高温烤箱中进行再次固化，使其具有优异的机械性能和耐腐蚀性。
二、CFC的性能控制CFC性能的控制主要从以下几个方面入手：1.碳纤维的选用碳纤维的选用是制备CFC的关键。
应根据不同的应用领域选用不同特性的碳纤维。
例如：航空航天领域需要具有高强度和高模量的碳纤维；汽车领域更注重碳纤维的耐磨性、耐久性和耐腐蚀性；医疗领域则更注重碳纤维的生物相容性。
2.基质树脂的选用基质树脂的选用也非常关键。
应根据不同领域的需求选择合适的树脂。
例如：航空航天领域需要具有高温稳定性和抗氧化性的树脂；汽车领域则需选择耐热的树脂以应对高温环境；医疗领域则需选择生物相容性好的树脂。
3.加工工艺的控制加工工艺的控制直接影响CFC的性能。
复合材料炮管技术研究概况
复合材料炮管技术研究概况
吕彦;胡俊;赵鸿雁;任泽宁;罗建民;常贵如;黄建文
【期刊名称】《兵器材料科学与工程》
【年(卷),期】2012(35)3
【摘要】概述复合材料炮管的开发研究背景,介绍几种典型复合材料炮管技术,重点讨论钢内衬、陶瓷内衬、高熔点金属内衬复合材料炮管的工艺技术,并展望复合材料炮管技术的应用前景。
【总页数】6页(P91-96)
【关键词】复合材料;炮管;工艺技术
【作者】吕彦;胡俊;赵鸿雁;任泽宁;罗建民;常贵如;黄建文
【作者单位】中国兵器科学研究院宁波分院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ303.1
【相关文献】
1.军用飞机金属构件战伤的复合材料快速修复技术研究概况 [J], 邢素丽;曾竟成;肖加余
2.炮管内表面磨损图像的检测技术研究 [J], 郑军;徐春广;肖定国;黄卉;理华
3.国外火炮炮管材料与工艺技术研究动向 [J], 郭瑞萍
4.金属基表面复合材料成型表面气密检测与修复技术研究——以INVAR合金复合材料为例 [J], 黄晴晴;程枏
5.特征点稀少的炮管内膛图像拼接技术研究 [J], 郑戈毅;王国辉;杨红民;赵武华
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近年 来 ．随着 材料 科技 的飞速发 展 ，以碳 纤 维 增 强复 合材 料 为代 表 的轻量 化材 料不 断引 起人 们 的关 注 。相 比传统 金 属 和 合 金材 料 ，纤 维增 强 复 合 材 料 不但 具备 高 比模 量 、高 比强 度 的轻量 化优 势 ，而 且 拥 有 可设 计 性强 、耐腐 蚀 性 优 、抗 疲 劳性 好 等 特 点 ，通 过改 变纤 维 角度 和铺 层参 数就 可满 足不 同的结 构设 计 和力 学性 能 要求 。从 而 可 大 大 降 低设 计 难 度 Ｅ２－５］。 尤其 是 碳纤 维 、玻 璃 纤 维增 强 高 分 子 聚 合 物 基 复 合 材料 早 己被 广泛 应 用 于航 空 航 天 、船 舶 汽 车 等 领 域 中的各 种承 力结 构 中 ，比如 ，波 音 ７８７“梦幻 ”飞机 上 先进复合 材料 的用 量达 到机体 重量 的 ５０％，空客 Ａ３５０飞 机则将 复 合 材 料 的用 量 提 高 到 了 ５２％【６－８］。 对 于纤 维增 强 复合 材 料 在 装 备 领 域 的应 用 ，国外 已 在 这方 面开 展 了大量 的探 索 ｜９ ，例 如 ，美 国 贝 尼特 实验 室对碳纤 维复合材 料身管 技术 进行 了深入 探 索 ， 相 继开 发 了 １０５ ｍｌｎ加农 炮 身 管 和 １２０ ｍｍ 坦 克 滑
碳纤 维复合材料迫 击炮身管结构设计与缠绕工 艺研 究
２０１８年 ５月
碳 纤 维 复 合 材 料 迫 击 炮 身 管 结 构 设 计 与 缠 绕 工 艺 研 究
熊 超 ，李 博 ，殷 军辉 ，邓辉咏
（陆 军 工 程 大学 石家 庄 校 区火 炮 工 程 系 ，石 家 庄 ０５０００３）
关键 词 ：碳 纤维复合材料 ；复合 身管；结构设计 ；缠绕 工艺 中 图 分 类 号 ：ＴＢ３３２ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３—０９９９（２０１８）０５—００６４—０５
１ 引 言 现代 战争 具有 的 突发性 、速决 性 和多 维性 特 点 ，
使 得武 器 装备 的灵 活 机 动 、快 速 部署 能力 成 为抢 占 先 机 ．赢得 胜 利 的 关 键 条件 １］。迫 击炮 作 为 一种 支 援 和伴 随步兵 作 战 的有 效压 制 武 器 ，在 现 代 战争 中 仍 具有 不 可替代 的地位 。而我军 现役 迫击 炮 的 身管 绝大部 分 仍 采 用 炮 钢 材 料 ，战斗 全 重 较 大 ，携 行 不 便 ，身管 作为 迫击 炮 的重要 组成 部分 ，其 重量 约 占总 重 的一半 ，亟 需进 行轻 量化 改造 。
膛炮 身管 。英 国某 型 超轻 榴 弹炮 复合 身 管 ，以 高模 量碳 纤维 作 为纵 向层 ，以 中模 量碳 纤 维作 为 环 向层 ， 采用 高拉 张力 工艺 ，将碳 纤 维束 缠绕 在 钢制 内衬 上 ， 获得 了强 度 和刚度 可 同时 比拟原 身 管 的轻 质复 合 身 管 。榴弹 炮 总重从 ４．０８ ｔ降 至 ２．２７ ｔ，减 重 达 ４０％。 国内对 于 复 合 材 料 身 管 也 开 展 了诸 多 探 索 性 的 研 究 ．徐光 磊等 对 含 内衬 纤 维 缠 绕 筒 进 行 了强 度 分 析 及 水压 实 验 ，研 究 了 其 横 向抗 冲 击 性 能 ¨】 ， ］，徐 亚 栋 等分 析 了纤维 增强 复合 材料 身管 的 阻尼特 性 ＿１ 。
收稿 日期 ：２０１７．１１—２４ 基 金 项 目：军 内科 研 重 点 项 目 （ＺＳ２０１５０７０１３２Ａ１２００２） 作 者简 介 ：熊 超 （１９７８－），男 ，博 士 ，副 教 授 ，主 要 从 事 基 于 复 合 材 料 的 装 备 轻 量 化 技 术 方 面 的 研 究 ，ｘｃｈａｏ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ。
２ 迫击炮身管受力特性分析
在进 行受 力分 析 时 ，通 常 可把 身 管看 成 由许 多 段理想 的厚壁 圆筒 组 成 ，并 假设 材 料 均 质且 各 向 同 性 ．圆筒承 受 的压力 垂直 作用 于筒 壁 表 面且 均 布 ，圆 筒受 力变 形后 仍 保 持 其 形 状 ，任 一 横 截 面 变形 后 仍 为平 面 ，且 压 力是静 载 荷 ，圆筒各 质点 均 处 于静 力 平 衡状 态 。如 图 １所 示 ，沿身 管轴 向取 微 段 ，设其 内径
摘 要 ：纤 维 增 强 复 合 材 料 具 有 比 刚度 高 、比 强 度 大的 轻 量 化 优 势 ，以及 可设 计 性 强 、耐 腐 装 备 轻 量 化 设 计 的 绝 佳 选 材 。在 对 迫 击 炮 身 管进 行 受 力 分 析 的 基 础 上 ，提 出 了采 用 金 属 内衬 外 加 碳 纤 维 复 合 材 料 增强层的迫击炮复合 身管双层 结构，介绍 了用于迫击炮复合 身管加 工的缠绕设备和缠绕工 艺，基于实验结果 ，综合分析 了碳 纤 维材料 的选择 、铺层 顺序 、纤 维缠绕 张力等工艺对迫击炮复合身管承压性 能的影 响．可为火炮复合材料 身管以及复合材 料承载 圆 筒 的 结 构 设 计 与 加 工 提 供 参 考 。