刘永刚，沈培辉，岳永丰，薛建锋

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)

0 引言

弹丸发射时，弹体承受各种载荷的作用，有时会产生严重的变形。因此，为了保证弹丸具备足够的发射强度，必须对弹体进行事先的强度校核。但由于所受载荷的复杂性和弹体结构的不规则性，目前还没有一种计算弹体强度的精确解析方法[1]。而应用有限元法，能够得到弹体各部位比较准确的应力值。本文采用理论计算和数值仿真方法对弹体强度进行分析，在互相验证两种方法正确性的同时，总结弹体壁厚的变化对其强度的影响，为弹丸结构的改进提供依据。

1 弹体强度的理论算法

在最大膛压时刻，弹体的某些部位会产生较为严重的变形。因此，下面引入布林克法，并借助板壳理论、弹性力学和材料力学的知识，对弹体的应力危险部位进行强度计算。

对于除弹底外的弹体，一般其内表面的径向应力很小，强度校核时可不予考虑，重点校核轴向应力和切向应力。用某个横截面切割弹丸，则轴向及切向的应力表达式为[2]：

(1)

(2)

式中：R——弹丸半径；q——弹丸质量；P——计算膛压；qn——截面以上的弹体联系质量(包含与弹体相连的其他零件)；ωn——截面以上的炸药质量；rn——截面上弹体的内径；Rn——截面上弹体的外径。

对于船尾形榴弹，根据弹底的变形规律，选取图1中1、2两个部位为应力危险点，下面给出两点的三向应力公式[2]。

图1 弹体应力危险点示意图

(3)

(4)

按照第四强度理论，可计算出1、2点的等效应力值。……