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枪炮身管损伤行为与机理
作者：黄进峰 等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-01-01
ISBN：9787030695017
定价：¥128.00
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内容简介
《枪炮身管损伤行为与机理》从枪炮身管使用工况出发，以身管烧蚀寿命与疲劳特征研究为重点，系统研究和分析枪炮身管的各种损伤现象、规律和机理。内容包括：身管工况与材料性能、身管烧蚀与疲劳寿命；身管初速与材料烧蚀、材料燃烧行为与机理、初速下降解决方案；枪炮精度影响因素、高温强度与射击精度及持续火力；横弹与高温耐磨性、材料基体与表面涂层；身管可靠性与疲劳特征；长寿命身管材料的要求与特征、实弹考核验证举例等。
作者简介
暂缺《枪炮身管损伤行为与机理》作者简介
目录
目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 枪炮简述 1
1.1.1 枪炮种类与特点 1
1.1.2 枪炮发展 2
1.2 身管使用工况与身管材料 5
1.2.1 身管使用工况 5
1.2.2 身管材料 10
1.3 身管损伤形式与寿终标准及身管烧蚀研究现状 18
1.3.1 身管损伤形式与寿终标准 18
1.3.2 身管烧蚀研究现状 19
1.4 存在问题及本书目标 24
1.4.1 身管材料的主要问题 24
1.4.2 本书目标 25
参考文献 25
第2章 身管基体及内膛表面烧蚀行为 30
2.1 引言 30
2.2 身管基体烧蚀行为与机理 30
2.2.1 身管基体内壁表层形貌观察 31
2.2.2 身管基体内壁截面形貌 35
2.2.3 分析讨论 39
2.3 不同种类材料的烧蚀行为 41
2.3.1 试验方法 41
2.3.2 试验结果 42
2.3.3 分析讨论 47
2.4 不同表面处理下身管烧蚀行为 49
2.4.1 试验方法 49
2.4.2 试验结果 49
2.4.3 分析讨论 52
2.5 本章结论 53
参考文献 54
第3章 枪炮身管钢的磨损行为 56
3.1 引言 56
3.2 磨损定义与分类 56
3.2.1 黏着磨损 57
3.2.2 磨粒磨损 57
3.2.3 疲劳磨损 58
3.2.4 腐蚀磨损 58
3.3 身管内膛磨损行为 59
3.3.1 身管内膛烧蚀磨损 59
3.3.2 身管内膛与弹丸的摩擦磨损 60
3.3.3 身管内膛磨损系统的研究现状 62
3.4 金属材料的高温磨损 64
3.4.1 高温磨损理论 64
3.4.2 高温磨损性能的影响因素 65
3.4.3 提高钢铁材料高温磨损性能的方法 68
3.4.4 摩擦运动方式 70
3.5 身管钢耐磨性能研究 71
3.5.1 试验过程 71
3.5.2 身管钢摩擦磨损性能 72
3.5.3 身管钢摩擦磨损形貌 74
3.5.4 身管钢摩擦磨损机制 78
3.5.5 高温摩擦试验机 81
3.6 身管内膛表面处理后的耐磨性能 82
3.6.1 不同材料电镀铬的耐磨性能 83
3.6.2 渗氮处理提高身管内膛耐磨性 85
3.7 本章结论 88
参考文献 89
第4章 枪炮身管钢的高温性能 93
4.1 引言 93
4.2 身管钢工况及面临的挑战 93
4.2.1 服役工况对身管钢高温强度的要求 93
4.2.2 身管的高温及超温工况 96
4.3 身管钢强度的理论计算 99
4.3.1 射击时身管受力分析 99
4.3.2 材料的强度理论 100
4.3.3 基于第四强度理论对身管钢强度数值计算 104
4.4 身管钢高温强度研究进展 108
4.4.1 金属材料高温强度的基本概念 108
4.4.2 金属材料的高温强化机制 110
4.4.3 身管钢的高温强度 113
4.4.4 高温强化的主要机理 114
4.5 身管钢高温硬度研究进展 124
4.5.1 高温硬度的基本概念 124
4.5.2 高温硬度的变化规律 125
4.6 本章结论 127
参考文献 128
第5章 身管钢燃烧侵蚀行为 130
5.1 引言 130
5.2 金属材料的燃烧及侵蚀现象和行为 131
5.2.1 金属材料极端工况下的燃烧现象 131
5.2.2 燃烧发生的条件 133
5.2.3 金属材料的氧侵蚀 134
5.2.4 金属材料燃烧、氧化与熔化的区别 139
5.3 金属材料燃烧行为研究方法与标准 141
5.3.1 国外金属材料燃烧试验方法及评价标准 141
5.3.2 国内金属材料燃烧设备及试验方法 146
5.4 身管钢燃烧行为研究及分析 148
5.4.1 试验研究方法、过程及原理 149
5.4.2 身管钢的燃烧行为与动态观察 149
5.4.3 宏观燃烧行为 151
5.4.4 微观燃烧行为 151
5.5 金属材料燃烧模型的构建与计算分析 154
5.5.1 基于semi-batch反应堆的合金/金属材料燃烧模型 157
5.5.2 基于Evans氧化理论金属燃烧模型的假设与建立 159
5.5.3 金属燃烧截面模型的假设与模拟 160
5.5.4 模型分析与计算方法实例 163
5.6 身管钢富氧工况下的氧化侵蚀 163
5.6.1 高温常压枪炮身管钢氧化规律 164
5.6.2 高温富氧枪炮身管钢氧化规律 166
5.7 本章结论 171
参考文献 172
第6章 枪炮身管钢的疲劳特征 175
6.1 引言 175
6.2 身管钢断裂韧性和裂纹扩展速率 180
6.2.1 金属材料断裂韧性 180
6.2.2 疲劳裂纹扩展的一般规律 183
6.2.3 影响疲劳裂纹扩展速率的各种因素 184
6.2.4 疲劳裂纹扩展的驱动力和阻力 185
6.3 材料断裂韧性和裂纹扩展速率 188
6.3.1 材料断裂韧性 188
6.3.2 裂纹扩展速率 189
6.4 身管材料断裂韧性和裂纹扩展速率 189
6.4.1 两类材料疲劳性能曲线 189
6.4.2 采用Paris公式进行疲劳计算 192
6.4.3 da/dN-ΔK曲线的测定 195
6.4.4 裂纹扩展性能的分析与讨论 197
6.5 身管钢的高温低周疲劳 198
6.5.1 高温低周疲劳测试 198
6.5.2 身管材料高温低周疲劳 199
6.6 身管钢的热疲劳 202
6.6.1 热疲劳的测试方法 206
6.6.2 身管钢的热疲劳性能 206
6.6.3 热疲劳机制计算与探讨 208
6.7 本章结论 210
参考文献 210
第7章 身管钢应力集中与疲劳寿命 214
7.1 引言 214
7.2 应力集中与疲劳寿命 215
7.2.1 研究现状及发展 215
7.2.2 影响疲劳性能的因素 216
7.3 疲劳寿命模拟试验与研究方法 218
7.3.1 试验用材料 218
7.3.2 试验装置及疲劳试样 218
7.4 室温疲劳性能分析 219
7.4.1 30HRC材料的室温疲劳测试与分析 219
7.4.2 35HRC材料的室温疲劳测试与分析 223
7.4.3 40HRC材料的室温疲劳测试与分析 227
7.5 三种材料某工况下疲劳寿命对比分析 231
7.6 身管钢的疲劳裂纹扩展与寿命估算 232
7.6.1 断裂力学方法估算裂纹扩展 232
7.6.2 疲劳裂纹扩展寿命估算的方法 233
7.6.3 疲劳裂纹扩展寿命计算与预测 235
7.7 本章结论 237
参考文献 238
第8章 研究进展总结及实弹验证 240
8.1 研究总结 240
8.1.1 烧蚀寿命 240
8.1.2 疲劳寿命 241
8.1.3 身管新材料特征 242
8.2 实弹验证 244
8.3 本书结论 246
参考文献 247
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 枪炮简述 1
1.1.1 枪炮种类与特点 1
1.1.2 枪炮发展 2
1.2 身管使用工况与身管材料 5
1.2.1 身管使用工况 5
1.2.2 身管材料 10
1.3 身管损伤形式与寿终标准及身管烧蚀研究现状 18
1.3.1 身管损伤形式与寿终标准 18
1.3.2 身管烧蚀研究现状 19
1.4 存在问题及本书目标 24
1.4.1 身管材料的主要问题 24
1.4.2 本书目标 25
参考文献 25
第2章 身管基体及内膛表面烧蚀行为 30
2.1 引言 30
2.2 身管基体烧蚀行为与机理 30
2.2.1 身管基体内壁表层形貌观察 31
2.2.2 身管基体内壁截面形貌 35
2.2.3 分析讨论 39
2.3 不同种类材料的烧蚀行为 41
2.3.1 试验方法 41
2.3.2 试验结果 42
2.3.3 分析讨论 47
2.4 不同表面处理下身管烧蚀行为 49
2.4.1 试验方法 49
2.4.2 试验结果 49
2.4.3 分析讨论 52
2.5 本章结论 53
参考文献 54
第3章 枪炮身管钢的磨损行为 56
3.1 引言 56
3.2 磨损定义与分类 56
3.2.1 黏着磨损 57
3.2.2 磨粒磨损 57
3.2.3 疲劳磨损 58
3.2.4 腐蚀磨损 58
3.3 身管内膛磨损行为 59
3.3.1 身管内膛烧蚀磨损 59
3.3.2 身管内膛与弹丸的摩擦磨损 60
3.3.3 身管内膛磨损系统的研究现状 62
3.4 金属材料的高温磨损 64
3.4.1 高温磨损理论 64
3.4.2 高温磨损性能的影响因素 65
3.4.3 提高钢铁材料高温磨损性能的方法 68
3.4.4 摩擦运动方式 70
3.5 身管钢耐磨性能研究 71
3.5.1 试验过程 71
3.5.2 身管钢摩擦磨损性能 72
3.5.3 身管钢摩擦磨损形貌 74
3.5.4 身管钢摩擦磨损机制 78
3.5.5 高温摩擦试验机 81
3.6 身管内膛表面处理后的耐磨性能 82
3.6.1 不同材料电镀铬的耐磨性能 83
3.6.2 渗氮处理提高身管内膛耐磨性 85
3.7 本章结论 88
参考文献 89
第4章 枪炮身管钢的高温性能 93
4.1 引言 93
4.2 身管钢工况及面临的挑战 93
4.2.1 服役工况对身管钢高温强度的要求 93
4.2.2 身管的高温及超温工况 96
4.3 身管钢强度的理论计算 99
4.3.1 射击时身管受力分析 99
4.3.2 材料的强度理论 100
4.3.3 基于第四强度理论对身管钢强度数值计算 104
4.4 身管钢高温强度研究进展 108
4.4.1 金属材料高温强度的基本概念 108
4.4.2 金属材料的高温强化机制 110
4.4.3 身管钢的高温强度 113
4.4.4 高温强化的主要机理 114
4.5 身管钢高温硬度研究进展 124
4.5.1 高温硬度的基本概念 124
4.5.2 高温硬度的变化规律 125
4.6 本章结论 127
参考文献 128
第5章 身管钢燃烧侵蚀行为 130
5.1 引言 130
5.2 金属材料的燃烧及侵蚀现象和行为 131
5.2.1 金属材料极端工况下的燃烧现象 131
5.2.2 燃烧发生的条件 133
5.2.3 金属材料的氧侵蚀 134
5.2.4 金属材料燃烧、氧化与熔化的区别 139
5.3 金属材料燃烧行为研究方法与标准 141
5.3.1 国外金属材料燃烧试验方法及评价标准 141
5.3.2 国内金属材料燃烧设备及试验方法 146
5.4 身管钢燃烧行为研究及分析 148
5.4.1 试验研究方法、过程及原理 149
5.4.2 身管钢的燃烧行为与动态观察 149
5.4.3 宏观燃烧行为 151
5.4.4 微观燃烧行为 151
5.5 金属材料燃烧模型的构建与计算分析 154
5.5.1 基于semi-batch反应堆的合金/金属材料燃烧模型 157
5.5.2 基于Evans氧化理论金属燃烧模型的假设与建立 159
5.5.3 金属燃烧截面模型的假设与模拟 160
5.5.4 模型分析与计算方法实例 163
5.6 身管钢富氧工况下的氧化侵蚀 163
5.6.1 高温常压枪炮身管钢氧化规律 164
5.6.2 高温富氧枪炮身管钢氧化规律 166
5.7 本章结论 171
参考文献 172
第6章 枪炮身管钢的疲劳特征 175
6.1 引言 175
6.2 身管钢断裂韧性和裂纹扩展速率 180
6.2.1 金属材料断裂韧性 180
6.2.2 疲劳裂纹扩展的一般规律 183
6.2.3 影响疲劳裂纹扩展速率的各种因素 184
6.2.4 疲劳裂纹扩展的驱动力和阻力 185
6.3 材料断裂韧性和裂纹扩展速率 188
6.3.1 材料断裂韧性 188
6.3.2 裂纹扩展速率 189
6.4 身管材料断裂韧性和裂纹扩展速率 189
6.4.1 两类材料疲劳性能曲线 189
6.4.2 采用Paris公式进行疲劳计算 192
6.4.3 da/dN-ΔK曲线的测定 195
6.4.4 裂纹扩展性能的分析与讨论 197
6.5 身管钢的高温低周疲劳 198
6.5.1 高温低周疲劳测试 198
6.5.2 身管材料高温低周疲劳 199
6.6 身管钢的热疲劳 202
6.6.1 热疲劳的测试方法 206
6.6.2 身管钢的热疲劳性能 206
6.6.3 热疲劳机制计算与探讨 208
6.7 本章结论 210
参考文献 210
第7章 身管钢应力集中与疲劳寿命 214
7.1 引言 214
7.2 应力集中与疲劳寿命 215
7.2.1 研究现状及发展 215
7.2.2 影响疲劳性能的因素 216
7.3 疲劳寿命模拟试验与研究方法 218
7.3.1 试验用材料 218
7.3.2 试验装置及疲劳试样 218
7.4 室温疲劳性能分析 219
7.4.1 30HRC材料的室温疲劳测试与分析 219
7.4.2 35HRC材料的室温疲劳测试与分析 223
7.4.3 40HRC材料的室温疲劳测试与分析 227
7.5 三种材料某工况下疲劳寿命对比分析 231
7.6 身管钢的疲劳裂纹扩展与寿命估算 232
7.6.1 断裂力学方法估算裂纹扩展 232
7.6.2 疲劳裂纹扩展寿命估算的方法 233
7.6.3 疲劳裂纹扩展寿命计算与预测 235
7.7 本章结论 237
参考文献 238
第8章 研究进展总结及实弹验证 240
8.1 研究总结 240
8.1.1 烧蚀寿命 240
8.1.2 疲劳寿命 241
8.1.3 身管新材料特征 242
8.2 实弹验证 244
8.3 本书结论 246
参考文献 247
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