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在內(nèi)彈道測試中，膛壓測定是火炮試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一，目前火炮膛壓測試方法主要有銅柱膛壓法和電子測壓法，電測法作為火炮膛壓測試的一種基本方法，人們對其測試精度一直非常關(guān)注，而火炮膛壓測試系統(tǒng)的動態(tài)校準(zhǔn)是保證測試精度的有力措施之一，是進(jìn)一步提高測試精度的依據(jù)。火炮膛壓測試系統(tǒng)的動態(tài)校準(zhǔn)裝置，能夠模擬高膛壓火炮的膛壓變化規(guī)律，其產(chǎn)生壓力過程是用起爆器通過引出的點(diǎn)火藥包的導(dǎo)線，引爆點(diǎn)火藥包，進(jìn)而引爆火藥，在本體內(nèi)部產(chǎn)生一定的氣壓，當(dāng)氣壓壓力超過膜片的壓力極限時(shí)，膜片破膜開始卸壓，動態(tài)校準(zhǔn)裝置的本體部分是承受瞬時(shí)800Mpa內(nèi)壓的關(guān)鍵部件，因此它的強(qiáng)度分析是非常重要的。
火炮膛壓測試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置如圖所示，它主要由壓力發(fā)生器，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)傳感器，3個(gè)電荷放大器，高速數(shù)據(jù)采集卡組成，其主體是壓力發(fā)生器，用少量的發(fā)射藥喲120g班帶膜片、噴管的壓力發(fā)生器內(nèi)點(diǎn)燃，便可產(chǎn)生一個(gè)類似膛壓曲線的壓力舊寸間過程，被校測試系統(tǒng)放在壓力發(fā)生器內(nèi)。
本體的基本尺寸如圖所示：本體的強(qiáng)度分析問題為厚壁圓筒受內(nèi)壓作用下的彈塑性失效分析。當(dāng)內(nèi)壓較小時(shí)，本體圓筒部分的橫截面處于彈性狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)壓繼續(xù)增大，圓筒部分內(nèi)邊緣點(diǎn)出現(xiàn)屈服。根據(jù)Mices屈服條件，當(dāng)此時(shí)相應(yīng)的彈性極限內(nèi)壓由公式可得，式中：a，b分別為本體圓筒部分的內(nèi)外半徑，為本體材料的屈服應(yīng)力。本體的外直徑為196mm，內(nèi)直徑為60mm材料為鋼材，屈服應(yīng)力為：1130MPa。
計(jì)算可得彈性極限內(nèi)壓為：p=590MPG若施加內(nèi)壓大于p=590MP。本體將發(fā)生彈塑性變形，半徑為P的一個(gè)圓將本體截面分為兩部分，內(nèi)部一部分面積達(dá)到塑性，外部一部分面積仍處于彈性，記彈塑性界面半徑為6寸的內(nèi)壓Pa。將圓筒的內(nèi)壓加到Pa后完全卸載，再重新加內(nèi)壓P由于殘余應(yīng)力存在，內(nèi)壓P如果不超過第一次所加的內(nèi)壓PA則圓筒內(nèi)不會發(fā)生新的塑性變形。即使內(nèi)壓在一定范圍內(nèi)反復(fù)變化，圓筒像處在彈性狀態(tài)一樣，不會引起塑性破壞。這種利用先加載超過彈性極限壓力，然后卸載，產(chǎn)生殘余應(yīng)力，使得再加載時(shí)圓筒的彈性極限壓力提高的辦法叫做自增強(qiáng)處理，而第一次所加的壓力作自增強(qiáng)壓力。
自增強(qiáng)處理可提高圓筒彈性工作范圍和疲勞強(qiáng)度，尤其可避免塑性疲勞，但自增強(qiáng)應(yīng)適度。實(shí)際應(yīng)用還應(yīng)結(jié)合圓筒尺寸要求、材料機(jī)械性能和操作條件綜合考慮，并應(yīng)保證卸載后不會發(fā)生反向屈服。利用有限元分析軟件ANSYS建立圓筒的四分之一模型，施加800MPa的內(nèi)壓，Von-Mises應(yīng)力分布如圖所示可知，節(jié)點(diǎn)142的Von-Mises應(yīng)力為1060MPG，節(jié)點(diǎn)143的Von-Mises應(yīng)力為1300MPG。
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