复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计

作者：郭靖宇; 吕佳镁; 郭保全; Khaziev Alexey; 李必天; 潘玉田

来源：火炮发射与控制学报, 2022, 43(04): 63-67.

DOI：10.19323/j.issn.1673-6524.2022.04.010

• 复合材料身管
• 缠绕角度
• 有限元
• 减重设计

连续纤维增强复合材料作为比强度较高的新型材料，在军事领域已被广泛应用。火炮作为陆军的重要武器装备，存在质量较大的不足。基于最小质量原则，提出了一种复合材料缠绕金属内衬身管的减重设计方案。通过计算连续纤维增强复合材料的厚度和缠绕角度，并采用分段式设计，使复合材料的整体性能满足身管的设计要求同时，质量最小，从而达到减少火炮身管质量的目的。最后使用有限元法，验证了基于笔者提出的设计方案设计的130 mm口径50倍径火炮的力学性能。仿真结果表明，基于本方案设计的身管满足设计要求，同时可以降低身管质量，提高火炮机动性。

• 单位
  中北大学; 机电工程学院