Ствол Напряжения в канале

Исследование материала привело к известным экспериментам, охватывающим различные аспекты, касающиеся пушек из литого чугуна и их производства. При этом были использованы хорошо освоенные в настоящее время методы анализа разрушения, такие как, например, анализ вида поверхности излома, наблюдение за развитием трещин, исследование дефектов в канале ствола, а также полный химический анализ. Родманом (1861 г.) были проведены различные механические испытания металлических образцов, испытания под давлением полых цилиндров, а также усталостные испытания. По результатам экспериментов Родман пытался прогнозировать долговечность орудий из литого чугуна, используя зависимость между уровнем напряжений в образцах и их стойкостью и уровнем напряжений, возникающих в действующих орудиях, и их долговечностью. [c.264]

Испытания орудий, изготовленных из сталей с более высоким пределом прочности, показали, что необходим металл, обладающий свойством приспособляемости при высоких напряжениях, которые создаются в канале ствола при выстреле. Постепенное разрушение ствола под действием напряжений протекало быстрее в хрупких материалах. Таким образом, долговечность орудий из более вязких материалов выше. [c.273]

Постепенное повреждение артиллерийских стволов под действием напряжений. Незначительное количество разрушений во время второй мировой войны объясняется эффективностью методов контроля орудий с целью предотвращения постепенного их разрушения под действием напряжений. До появления орудий с высоким уровнем напряжений стволы работали при относительно низких напряжениях и обычно изнашивались, прежде чем трещина в канале ствола успевала достаточно развиться и вызвать разрушение. Однако специальные испытания орудий с высоким уровнем напряжений показали, что возникновение и постепенный рост трещины может вызвать разрушение орудий, прежде чем произойдет заметный износ и эрозия. Поэтому было необходимо найти новый критерий для орудийных стволов, чтобы заменить служившие долгое время надежные стандарты по износу канала ствола. Во время второй мировой войны не существовало способа оценки степени повреждения ствола в полевых условиях вероятно, не было времени, чтобы его разработать. Поэтому необходимо было установить допустимое количество выстрелов. [c.274]

Затвор орудия. Появление орудия с высоким уровнем напряжений в стволе увеличило остроту других проблем разрушения помимо серьезной проблемы развития трещин в канале ствола. Затворы имеют сложную форму и множество углов, поэтому их [c.276]

Из-за быстрого развития трещины в канале ствола таких орудий, как показано на рис. 5, срок службы ствола ограничивался сравнительно небольшим числом выстрелов. В то же время затворы орудий были чувствительны к усталостным нагрузкам, поскольку из-за сложной конфигурации имели много концентраторов напряжений (резкие переходы, отверстия и секторная нарезка), как показано на рис. 10, 11 и 18. [c.304]

Рис. 22. Типичные напряжения в канале ствола в процессе его разрушения относительная толщина стенки 2,00 пшрина ведущего пояска 25,4 мм (Арсенал Уотертаун, 1951 г.)

Следует отметить также, что это были дульнозарядные орудия, канал ствола которых не имел значительных геометрических концентраторов напряжений за исключением запального отверстия, а давление пороховых газов и температура в канале ствола были умеренными. [c.265]

В связи с коренными изменениями в конструкции орудия, вызванными наличием нарезов, заряжанием со стороны казенной части и появлением порохов с замедленным горением, создаюш,их повышенное давление в канале ствола, обнаружились пробелы в знаниях механики и низкий технологический уровень производства стали. В это время только начались исследования проблемы концентрации напряжений (Тимошенко, 1953 г.). Первые опыты [c.266]

Обзор работ того периода, сделанный работниками арсенала Уотертаун (1953 г.), показывает, что на решение этой проблемы были направлены объединенные усилия нескольких артиллерийских лабораторий, которые применяли самые современные методы экспериментальной и аналитической механики. В число последних входили, например, метод трехмерных хрупких покрытий, метод фотоупругих покрытий, измерение давлений в канале ствола с помощью пьезоэлектрических датчиков, а также измерение динамических деформаций с помощью специальных тензометров. Эти работы указывали на то, что разрушения являются результатом приложения повторных нагрузок, вызывающих напряжения, значительно превышающие предел выносливости материала. Они привели к разработке и принятию на вооружение видоизмененных конструкций орудий, в которых концентрация напряжений была устранена или уменьшена. [c.280]

Стволы орудий. Постепенный рост трещин в нарезных стволах. Постепенное повреждение или рост трещин, ведущий к разрушению после неожиданно короткого срока службы является основной проблемой прочности стволов орудий. Известно, что радиальные трещины развиваются в канале ствола орудия после небольшого числа выстрелов. Долгое время полагали, что давление пороховых газов и интенсивный нагрев ствола при сгорании пороха являются основными причинами начального растрескивания ствола. Однако при более подробном изз чении этого вопроса в период второй мировой войны выявилось наличие крайне высоких усилий, возникающих во время ввинчивания ведущего пояска снаряда в нарезы. Полагали, что они способствуют зарождению трещин. Первые исследования механизма этого явления были проведены Бьюксом (1946 г.), который ввел методы точного анализа напряжений в тонкостенных цилиндрах при различном распределении осесимметричного давления. В этой работе были рассмотрены влияние температуры на деформацию ствола орудия, факторы концентрации напряжений, возникающие из-за сложной геометрии нарезов, а также критерий критического давления для хрупкого разрушения находящегося под внутренним давлением ствола орудия с трещиной, который основан на теории Гриффитса (1920, 1924 гг.) и используется для интерпретации результатов экспериментальных испытаний орудия давлением взрыва. [c.305]

Анализ напряжений при наличии трещины в канале ствола. Анализ плоской деформации цилиндров (рис. 25) при наличии радиальных трещин, проведенный Бови (1953 г.), показал удовлетворительное приближение к условиям работы ствола при наличии в нем трещин. Такой анализ полезен не только тем, что дает возможность понять механизм явления, но также и тем, что позволяет получить информацию об упругих напряжениях, необходимую в случае применения критериев разрушения энергетического типа, например критерия критического давления (Бьюкс, [c.309]

Для условий хрупкого разрушения применяли теории максимальных нормальных напряжений, хотя для решения проблемы разрушения ствола при наличии треп ин Бьюксом (1946 г.) были разработаны критерии критического давления в канале ствола, основанные на теории Гриффитса. В настоящее время подробно изучается трактовка хрупкого разрушения, данная Ирвином и основанная на теории Гриффитса, а также начаты эксперименты [c.317]

Артиллерийское вооружение. Основной частью любого артиллерийского орудия является ствол, который представляет собой осуд, работающий под внутренним давлением, в современных орудиях достигающим 42 кгс/мм и действующим в течение тысячных долей секунды. Каналы стволов нарезных орудий имеют нарезы, которые сообщают снаряду стабилизирующее вращение. Геометрия канала ствола нарезного орудия такова, что поля и канавки нарезов являются концентраторами напряжений. Поверхность канала ствола работает на срез под действием продвигающегося снаряда, подвергается эрозионному и высокотемпературному воздействию пороховых газов, которые образуются после сгорания пороха и имеют высокие скорости, а также действию Давления ведущего пояска снаряда, который должен деформироваться, чтобы принять форму профиля нарезов канала ствола. Функциональный срок службы ствола орудия ограничивается износом канала ствола. При высокой степени износа канала ствола снижается скорость снаряда и точность стрельбы. [c.291]

Вертикальные оси газовых сопел должны совпадать с вертикальными осями смесительных каналов. Размеры смесительных каналов выбирают из соотношения их поперечного сечения к площади сопла (примерно 280). Тепловое напряжение объема форкамеры можно доводить до 12—15 ГкалЫ-м . Разрежение в топке поддерживают в пределах 3—4 мм вод. ст. Ошовные размеры горелки — диаметр ствола, число сопел и их диаметр — определяют в зависимости от расхода газа и его давления. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...