基于Pro/ENGINEER的炮用发射药筒的快速设计

　　1 引言

　　传统的药筒设计是一个相当烦琐的过程，设计人员被动地往返于公式和手册之间，借助计算器一点一点地计算。这当中有任何失误都必须从头再来，即使计算过程中没有任何失误，当计算结果不合适时，一切也必须从头再来。一个熟练的设计人员，在药筒设计过程中，简单的计算一遍就需要一个星期以上时间。如何使这一设计过程变的简单、直观，对设计人员来说十分迫切。针对这一问题，本文给出了基于Pro/ENGINEER快速建模并结合炮用发射药筒理论设计的约束条件，给出了快速设计的方法及实例。

　　2 炮用发射药筒结构分析及建模的约束方程

　　药筒的设计与火炮、弹丸及装药设计密切相关。本文以配制式火炮为例。药筒的设计主要受药室形状及弹丸结构限制[1]。

　　图 1 火炮药室结构示意图

　　主要结构尺寸计算公式如下：

　　f1 : Dk=Dd-2U0k f2 : Lk=(0.20 ～ 0.30)d f3 : d k=Dk-2tk

　　f4 : Dy=Dj f7 : Dj=Da-2U0j f8 : Ly=La

　　f9 : td=(0.06 ～ 0.15)Dj f10 : ty=Sp-x0

　　式中：

　　Dk—筒口部外径； U0k—口部初始间隙；

　　dk—口部内径； la —接际部初始间隙;

　　Dj—接际部直径； Lk—口部长度

　　U0j—接际部初始间隙； Ly—筒体外部长度

　　td—底部厚度； ty.—底缘厚度；

　　Sp—炮栓镜面至药室尾端面距离； x0—药筒地平面与栓体镜面的初始间隙；

　　这些方程中共有12个已知参数（Dd、U0k、d、Dj、U0x、lb、la、Da 、U0j 、La、Sp、x0）和8个未知参数（Dk、dk、Dy、Dj、Ly、td、ty、Lk），已知参数由设计者给定。当改变了已知参数时未知参数也随之改变。