自緊身管精加工仿真及其殘余應(yīng)力測試方法研究.pdf

1、使用自緊技術(shù)可以使火炮身管內(nèi)壁產(chǎn)生有益的壓縮殘余應(yīng)力，壓縮殘余應(yīng)力可以抵消一部分由內(nèi)壓產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此可提高身管的強度和疲勞壽命。目前，液壓自緊技術(shù)和機械自緊技術(shù)都已得到工程應(yīng)用。然而殘余應(yīng)力的準確測量一直是一個待解決的問題。本文在沙赫鏜削法基礎(chǔ)上，提出了用光纖 Mach-Zehnder傳感器對自緊身管進行殘余應(yīng)力測量的方法，為自緊技術(shù)理論和實踐提供參考。本文主要取得了以下成果：
　　（1）對自緊身管半精加工和精加工進行了理論分

2、析，并以此為基礎(chǔ)，基于有限元分析軟件 ANSYS，對液壓自緊身管的內(nèi)外表面切削加工過程進行有限元仿真分析，研究了不同自緊度、不同壁厚比、不同硬化系數(shù)和不同加工順序?qū)ψ罱K殘余應(yīng)力變化量的影響。同時，對ANSYS的工具條按鈕進行二次開發(fā)，每次分析只需點擊工具條上相應(yīng)的按鈕即可實現(xiàn)相應(yīng)的分析，使得仿真分析過程更為簡潔，效率更高。
　?。?）本文提出了在沙赫鏜削法的基礎(chǔ)上用光纖Mach-Zehnder傳感器測量自緊身管殘余應(yīng)力的方法。自緊

3、身管鏜削過程中外表面的應(yīng)力變化與模擬管彈性加載后卸載時外表面的應(yīng)力變化趨勢類似。因此，為了降低實驗難度，又能達到實驗?zāi)康?，本文在厚壁鋁合金模擬管加載和卸載時對其外表面進行應(yīng)力測量。同時，為了增加可靠度，實驗過程中同時用電阻應(yīng)變片傳感器和光纖 Mach-Zehnder傳感器測量圓筒外表面的應(yīng)力變化情況。
　　（3）將電阻應(yīng)變片傳感器測量結(jié)果、光纖Mach-Zehnder傳感器測量結(jié)果、仿真結(jié)果和理論計算結(jié)果進行分析，得出了光纖 Ma