李向南，刘树华

（中北大学 机电工程学院，山西 太原 030051）

0 引言

迫击炮是一种支援和伴随步兵作战的压制性武器，具有结构简单、操作方便、火力密度大、机动性能好等特点。现代战场要求其提高威力和增加射速，要提高威力就会使炮身发射时承受更多的热，而提高机动性就要减轻火炮的重量，使身管壁更薄，由此带来的都是对身管更加严重的热作用［1］，造成了身管壁内存在不可忽视的温差应力。因此，对迫击炮身管温差应力进行研究具有现实意义。

1 温差应力的计算［2］

射击时，火药气体的高温灼热了身管内层金属，并向身管外层传递，这一存在于管壁内的温度梯度必将引起温差应力。迫击炮身管的温差应力将对其强度计算产生深刻的影响。

1.1 基本假设

本文做如下基本假设：①圆筒形身管的材料为均质的和各向同性的；②身管材料的弹性模量和线膨胀系数均当作平均的常数值；③温度对炮膛中心线平均分布，并且沿长度上不变；④沿身管壁厚方向的热流是稳定的，不随时间而变化；⑤身管变形后仍为圆筒形，所有断面仍然保持平面。

1.2 计算公式

火炮身管强度按第二强度理论（即最大应变理论）计算，应力向外为正，向内为负。温差相当切向应力Eεtτ的计算公式为：

其中：E为材料的弹性模量；为切向热应变；α为材料的线膨胀系数；ΔT为身管内外表面的温差；r1为身管的内半径；r2为身管的外半径；r为身管的半径，r1≤r≤r2。

火药气体相当切向应力的计算公式为：

其中：p为火药气体压力；……