Научная статья на тему 'Математическое моделирование теплового и структурно-фазового превращения рабочих поверхностей ствольных сталей'

Математическое моделирование теплового и структурно-фазового превращения рабочих поверхностей ствольных сталей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
77
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ашурков Андрей Александрович

Приведен анализ тепловых и структурных изменений, а также установление их связи с повреждением поверхности канала ствола при рассмотрении работоспособности ствола при стрельбе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Математическое моделирование теплового и структурно-фазового превращения рабочих поверхностей ствольных сталей»

Кафедра молодых

2. При ¡3 - 30° -г 60° образуется один вихрь под левым воздухозаборником с подветренной стороны и наоборот (рис, 1, 2).

3. Значительное увеличение интенсивности вихре-образования наблюдается при направлении /? = 30 60°. Это объясняется тем, что угол входа Ау основной

части воздушных масс с передней полусферы приблизительно равен 40° ч- 60° и совпадает с Ve (рис, 3).

Библиографический список

1. Пахомов С,В., Сафарбаков A.M., Федотов М.М. Причины вихреобразования потока перед воздухозаборниками реактивных самолетов при работе двигателей на аэродроме. Решетневские чтения. - Красноярск: СибГАУ, 2003, - 20 с.

А.А.Ашурков

Математическое моделирование теплового и структурно-фазового превращения рабочих поверхностей ствольных сталей

Современные газодинамические импульсные устройства получили широкое распространение как в военном деле, так и в различных отраслях народного хозяйства. Авиационное артиллерийское оружие (ААО) относится к импульсным тепловым машинам, которые хотя и не являются однократного применения, но имеют значительные ограничения по режимам применения в связи с ограничениями по износу ствола.

Анализ структурно-фазовых превращений и установление их связи с повреждением поверхности канала ствола требует обязательного учета этих превращений при рассмотрении работоспособности ствола при стрельбе. Узловым этапом при этом является определение напряжений и деформаций поверхностного слоя в условиях его термопластического деформирования с учетом как тепловых эффектов структурно-фазовых превращений, так и зависимостей теплофизических и механических характеристик металла от структурного состояния и нагрева [1].

Расчет тепловых полей в зонах может быть произведен с помощью нелинейного уравнения теплопроводности типа

ср(Т)

дТ дт

]_д г дг

ИТ)

дТ_ дг

+

a

dz

ЦТ)

дТ

dz

+

Ясф

(1)

В общем случае теплоемкость с, плотность р, теплопроводность Я и сток тепла при структурно-фазовых превращениях - функции температуры Т и теплофизическое свойство структурно измененного металла дсф,

Концентрацию углерода, азота и водорода в поверхностный слой металла артиллерийского ствола определяем из уравнения диффузии Фика [2]:

дс dt

or

Г дСл D-— дг

(2)

где С - концентрация вещества; Э • коэффициент диффузии; г1 - время; г - координата.

Температурная зависимость коэффициента диффузии в общем виде обычно описывается уравнением Аррениуса

[2].

£> = £>0хехРСУятЬ (3)

где Д) - температурно-независимый предэкспоненциальный множитель; Е - энергия активации диффузии; Я - газовая постоянная.

Рассмотренные вопросы тепловых и структурных изменений, а также диффузии химических элементов порохового газа 8 поверхность канала ствола показывают возможность достаточно полного их учета в металле ствола в течение выстрела, что позволит повысить точность определения температуры поверхностного слоя и как следствие более точно оценить живучесть ствола.

Библиографический список

1. Ашурков АЛ, Лазовик И.Н., Никитенко Ю.В. Исследование процесса износа стволов импульсных тепловых машин комплексов авиационного вооружения, Материалы XII НТК ИВАИИ. - Иркутск, 2003,

2. Арзамасов Б.Н, Материаловедение. - М.: МПУ им, Баумана, 2003,

ВЕСТНИК ИрГТУ №4 (28) 2006

91

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.