1、 工具、设备将之布设于要道、港口、海域航道等预定地工具、设备将之布设于要道、港口、海域航道等预定地 区，构成雷场。区，构成雷场。12 12 按装填物类型可将弹药分为：常规弹药、化学（毒按装填物类型可将弹药分为：常规弹药、化学（毒 剂）弹药、生物剂）弹药、生物( (细菌细菌) )弹药、核弹药四种。弹药、核弹药四种。 化学弹药化学弹药战斗部内装填化学战剂（又称毒剂）战斗部内装填化学战剂（又称毒剂） ，专门用于杀伤有生目标。战剂借助于爆炸、加热或其，专门用于杀伤有生目标。战剂借助于爆炸、加热或其 它手段，形成弥散性液滴、蒸汽或气溶胶等，黏附于地它手段，形成弥散性液滴、蒸汽或气溶胶等，黏附于地 面、水
2、中或悬浮于空气中，经人体接触染毒、致病或死面、水中或悬浮于空气中，经人体接触染毒、致病或死 亡。亡。 生物弹药生物弹药战斗部内装填生物战剂，如致病微生战斗部内装填生物战剂，如致病微生 物毒素或其它生物活性物质，用以杀伤人、畜，破坏农物毒素或其它生物活性物质，用以杀伤人、畜，破坏农 作物，并能引发疾病大规模传播。作物，并能引发疾病大规模传播。 核弹药核弹药战斗部内装有核装料，引爆后，能自持战斗部内装有核装料，引爆后，能自持 进行原子核裂变或聚变反应，瞬时释放巨大能量，如原进行原子核裂变或聚变反应，瞬时释放巨大能量，如原 子弹、氢弹、中子弹等。子弹、氢弹、中子弹等。 常规弹药常规弹药战斗部内装有非
3、生、化、核填料的弹战斗部内装有非生、化、核填料的弹 药总称，以火炸药、烟火剂、子弹或破片等杀伤元素、药总称，以火炸药、烟火剂、子弹或破片等杀伤元素、 其它特种物质（如照明剂、干扰箔条、碳纤维丝等）为其它特种物质（如照明剂、干扰箔条、碳纤维丝等）为 装填物。装填物。 1313 生、化、核弹药由于其威力巨大，杀伤生、化、核弹药由于其威力巨大，杀伤 区域广阔，而且污染环境，属于区域广阔，而且污染环境，属于“ “大规模杀大规模杀 伤破坏性弹药伤破坏性弹药” ”，国际社会先后签定了一系，国际社会先后签定了一系 列国际公约，限制这类弹药的试验、扩散列国际公约，限制这类弹药的试验、扩散 和使用。和使用。 1
4、414 弹药按配属于不同军兵种的主要武器装备，弹药可弹药按配属于不同军兵种的主要武器装备，弹药可 分为下列几类：分为下列几类： 炮兵弹药炮兵弹药配备于炮兵的弹药，主要包括炮弹、配备于炮兵的弹药，主要包括炮弹、 地面火箭弹和导弹等。地面火箭弹和导弹等。 航空弹药航空弹药配备于空军的弹药，主要包括航空炸配备于空军的弹药，主要包括航空炸 弹、航空炮弹、航空导弹、航空火箭弹、航空鱼雷、航弹、航空炮弹、航空导弹、航空火箭弹、航空鱼雷、航 空水雷等。空水雷等。 海军弹药海军弹药配备于海军的弹药，主要包括舰、岸配备于海军的弹药，主要包括舰、岸 炮炮弹、舰射或潜射导弹、鱼雷、水雷及深水炸弹等。炮炮弹、舰射或潜
5、射导弹、鱼雷、水雷及深水炸弹等。 轻武器弹药轻武器弹药配备于单兵或班组的弹药，主要包配备于单兵或班组的弹药，主要包 括各种枪弹、手榴弹、肩射火箭弹或导弹等。括各种枪弹、手榴弹、肩射火箭弹或导弹等。 工程战斗器材工程战斗器材主要包括地雷、炸药包、扫雷弹主要包括地雷、炸药包、扫雷弹 药、点火器材等。药、点火器材等。 1515 弹药按控制程度的分类可将其分为无控弹弹药按控制程度的分类可将其分为无控弹 药、制导弹药和阶段控制弹药。药、制导弹药和阶段控制弹药。 无控弹药：整个飞行弹道上无探测、识别无控弹药：整个飞行弹道上无探测、识别 、控制和导引能力的弹药。普通的炮弹、火箭、控制和导引能力的弹药。普通的
6、炮弹、火箭 弹、炸弹都属于这一类。弹、炸弹都属于这一类。 制导弹药：在外弹道上具有探测、识别、制导弹药：在外弹道上具有探测、识别、 导引跟踪并攻击目标能力的弹药，如导弹。导引跟踪并攻击目标能力的弹药，如导弹。 此此 外，还有一些弹药介于上述两类弹药之间，它外，还有一些弹药介于上述两类弹药之间，它 们在外弹道某段上或目标区具有一定的控制、们在外弹道某段上或目标区具有一定的控制、 探测、识别、导引能力。如弹道修正弹药、传探测、识别、导引能力。如弹道修正弹药、传 感器引爆子弹药、末制导炮弹等，是无控弹药感器引爆子弹药、末制导炮弹等，是无控弹药 提高精度的一个发展方向。提高精度的一个发展方向。 161
7、6 3 3、认识几种常见的弹药、认识几种常见的弹药 炮弹是供火炮发射的弹药炮弹是供火炮发射的弹药 俄罗斯红土地 2K25 式 152mm 激光末制导炮弹系统 1717 枪弹是从枪膛内发射的弹药枪弹是从枪膛内发射的弹药 1818 火箭弹是指非制导的火箭弹药。火箭弹是指非制导的火箭弹药。 以色列称发现哈马斯火箭弹 1919 导弹是依靠自身动力装置推进，由制导导弹是依靠自身动力装置推进，由制导 系统导引、控制其飞行路线并导向目标的系统导引、控制其飞行路线并导向目标的 武器。武器。 第二炮兵部队战略导弹 中国对地攻击巡航导弹 2020 鱼雷是能在水中自航、自控和自导以爆炸鱼雷是能在水中自航、自控和自导
8、以爆炸 毁伤目标的水中武器。毁伤目标的水中武器。 核潜艇发射鱼 雷导弹示意图 日本研发新 型声纳鱼雷 中国53-65KE反舰鱼雷 2121 投掷式弹药投掷式弹药 包括各类航空炸弹、深水炸包括各类航空炸弹、深水炸 弹和手榴弹、枪榴弹。弹和手榴弹、枪榴弹。 手榴弹手榴弹 2222 枪榴弹枪榴弹 2323 航空炸弹航空炸弹 2424 水雷是布设于水中待机作用的弹药。水雷是布设于水中待机作用的弹药。 锚四型水雷 锚一型水雷 2525 地雷是撒布或浅埋于地表待机作用的弹药地雷是撒布或浅埋于地表待机作用的弹药 。 中国陆军新型燃 料地雷武器系统 美军为对付伊拉克 反美武装部署地雷 2626 早在抗日战争时
9、期地雷在我抗日战争中早在抗日战争时期地雷在我抗日战争中 就发挥了巨大作用就发挥了巨大作用 点击图片观看视频 2727 再再 见见 2828 谀贀鴀2!頠覸览褀餀觉覚親覺!觊!觚!觪!觺!見谀鰀覼!觌!觜!觬!瀄倰恠恠恠恐悁e恀偐怰恐恀昀瘀攀U恠偀艀倀EU灀醑嘀D材最昀砀嘐琀VD怰啐啀吀瘀瀀怰灐搀頀瀀瀀琀鎇鋂耧贀鴀!觝!觭!觽!覎!覞覮!覾!觎!觞!觮!觾鼐覿!觏!觟!觯頀馸!駈!駘褀餀駹!馊駚!駪!駺鬐駛駫!駻!馌駌贀鴀駍!駝駭!駽!馎!馞!馮!馾輀!馿!駏!騠!鬐!贀鴀鸐!蠀頀言堁踃C偐啠倀偀恠偀脀怀瀰腐倰恀偠倰瀰灠呀e琀倀恀臁瀰腀倰U啠瀀恀恠恀着倀杰甀昀眀脀恰U怀吰眰摠瀀偰敀鄀鉠昀第18章
10、 弹 簧 18-1 弹簧的功用和类型 18-2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形 18-3 弹簧的制造、材料和许用应力 18-5 其他弹簧简介 18-4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计 1 工作特点：弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形， 在机械设备中被广泛用作弹性元件。 功用： 1. 控制机构运动或零件的位置; 如凸轮机构、离合器、阀门等； 18-1 弹簧的功用和类型 3. 存储能量; 如钟表仪器中的弹簧； 4. 测量力的大小 。如弹簧秤中的弹簧 螺旋 弹簧 圆柱形 截锥形 按形状分 按受载分 拉伸弹簧 压缩弹簧 扭转弹簧 类型： 分类 2. 缓冲吸振; 如车辆弹簧和各种缓冲器中的弹簧； 2
11、 本章内容 分类 螺旋弹簧 圆柱形 截锥形 按形状分 按受载分 拉伸弹簧 压缩弹簧 扭转弹簧 环形弹簧 平面涡圈弹簧 仪表中储能用 板弹簧 碟形弹簧 3 设计：潘存云 设计：潘存云设计：潘存云 T 一、弹簧的应力 已知条件如图 。 18-2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形 D2 d T F F 截面受力： 剪切应力： 剪切应力： F F D2 /2 弹 簧 轴 线 d D2 /2 弹 簧 轴 线 d ” F ” D2 /2 弹 簧 轴 线 d 4 设计：潘存云设计：潘存云 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 C=D2 /2 曲度系数 K 3 4 5 6 7 820101
12、21416918 C-旋绕比，或弹簧指数。 -弹簧的曲度系数 强度条件： 截面总切应力： d ” 未考虑簧丝 曲率的应力 d ” 设计公式： 其实质是一个修正系数，其值可直接查表下表可得 精确分析可得如下公式： 5 设计：潘存云 设计：潘存云 二、弹簧的变形 d 在轴向载荷的作用下，弹簧产生轴向变形，取微段分析 D2/2 微段轴向变形量d： C k C值过小 制造困难，内侧应力； 取值范围：C=416 C值过大 弹簧容易颤动。 d D2 F F n为有效圈数 钢：G=8104 Mpa, 青铜：G=4104 Mpa G-材料的切变模量： 根据材料力学有关圆柱 螺旋弹簧变形的计算公式 T T O
13、ds O 6 设计：潘存云 一、弹簧的制造 18-3 弹簧的制造、材料和许用应力 二、弹簧的材料 制造过程：卷绕、端面加 工(压簧)或拉钩制作（拉 簧或扭簧）、热处理和工 艺性试验。 冷卷：d12 mm，不易淬透，故仅适用于小尺寸的 弹簧。 优点：适用于承受变载荷、冲击载荷或工作温度较高 的弹簧。 选用原则： 充分考虑载荷条件（载荷的大小及性质、工作温度和 周围介质的情况）、功用及经济性等因素。一般应优 先采用碳素碳簧钢丝。 8 三、弹簧的许用应力 弹簧的许用应力主要取决材料品质、热处理方法、载荷性质 、弹簧的工作条件和重要程度，以及簧丝的尺寸等 弹簧按载荷分为三类： I类弹簧： 受变载荷作用
14、次数106，或很重要的弹簧。 II类弹簧：受变载荷作用次数在103 105 ，或受冲击 载荷的弹 簧，或受静载荷的重要弹簧。 III类弹簧：受变载荷作用次数在103 ，或受静载荷的 弹簧。 9 表181 螺旋弹簧的常用材料和许用应力 材 料 名 称 牌号 65、70 0.3B 0.4B 0.5B 40120 碳素弹簧 钢丝, , , 60Si1Mn 480 640 800 40200 4550HRC 合金弹 簧钢丝 类弹簧 I 青铜丝 类弹簧 II 类弹簧 III 推荐使用 温度 推荐硬度 范围 特性及用途 强度高，性能好， 但尺寸大了不易淬 透，只适用于小弹 簧。 50CrVA 450 60
15、0 750 40210 4550HRC 4Cr13 450 600 750 40300 4853HRC QSi3-1 270 360 450 QSn4-3 270 360 450 40120 90100HBS 弹性和回火稳定性 好，易脱碳，用于 制造受重载的弹簧 。 有高的疲劳极限， 弹性、淬透性和回 火稳定性好，常用 于承受变载的弹簧 耐腐蚀，耐高温 ，适用于做较大 的弹簧 耐腐蚀，防磁好 许用切应力 / MPa 10 组 别 I II、IIa III 钢丝直径 d/ mm 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0
16、 8.0 2700 2700 2650 2600 2500 2400 2200 2000 1800 1700 1650 1600 1500 1500 1450 - 2250 2250 2200 2150 2050 1950 1850 1800 1650 1650 1550 1500 1400 1400 1350 1250 1750 1750 1700 2170 1650 1550 1450 1400 1300 1300 1200 1150 1150 1100 1350 1250 表182 碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限 11 设计：潘存云 设计：潘存云 18-4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计 一、
17、结构尺寸和特性曲线 1. 压缩弹簧的结构尺寸 压缩弹簧在自由状态下，各圈之间留有一定间距 。 支承圈或死圈-两端有3/45/4圈并紧，以使弹簧站 立平直，这部分不参与变形。 不磨平 磨平 端部磨平-重要弹簧 端部不磨平- 一般用途 磨平长度不小于3/4圈，端部厚度近似为d/4 d/4 压缩弹簧的总圈数 ： n1 = n+(1.52.5) 为使工作平稳， n1的尾数取1/2 变形用 n为有效圈数 12 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 节距：t = d + 式中2为最大工作载荷F2作用 时的变形量。 通常 t(0.30.5)D2 , =59 间距: 2 0.8n F2 螺旋升角： 弹簧丝
18、的展开长度: D2 n1 cos L= t D2 =arctg 自由高度: H0=n+(n1+1)d H0=n+(n1-0.5)d 对于两端并紧磨平结构 H0 t 弹簧的并紧高度： Hs = (n1+1)d (n1-0.5)d 两端并紧不磨平结构： HsHs D2 13 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 当b大于许用值时，弹簧工作时会弯曲而失稳 。 措施：内部加装导向杆、或外部加导向套。 注意：与弹簧之间的间隙不能太大，工作时需加润滑油。 加装导向杆 b= H0 / D2高径比： 5.3 3.7 两端固定的弹簧 一端固定，另一端铰支的弹簧 加装导向套 失稳 14 设计：潘存云 2. 压
19、缩弹簧的特性曲线 特性曲线- 载荷变形曲线 压缩弹簧的 特性曲线 F1F2Flim F 15 设计：潘存云 arctgk 最小工作载荷: F1=（0.20.5）F2 最大工作载荷- F2 在F2的作用下，max 弹簧在安装位置所受压 力，它能使弹簧可靠地 稳定在安装位置上。 极限载荷- Flim lim E 2 10 压缩弹簧的 特性曲线 F F1F2Flim H2 Hlim H1 最小变形- 1 对应的变形- 2 极限变形- lim 0.8n 保证不并紧 弹簧刚度 ： 弹簧势能 E F1 F2Flim H0 自由高度 16 3. 拉伸弹簧的结构特点 a) 各圈相互并紧=0； b) 制作完成后
20、具有初拉力； c) 端部做有拉钩，以便安装和加载。 拉钩形式：半圆钩环型、圆钩环型、 转钩、可调转钩。 改进后的结构 拉伸弹簧的结构尺寸计算与压缩弹簧相同。 特点：结构简单、制造容易、但弯曲应力 大。应用于中小载荷与不重要的场合。 特点：弯曲应力小。适用于变载荷 的场，但成本较高。 17 二、弹簧设计计算步骤 设计要求： 有足够的强度 符合载荷-变形曲线的要求（刚度要求） 不发生侧弯(失稳) 已知条件：最大工作载荷F2和相应的变形2，其他 要求（如工作温度、安装空间的限制等） 计算步骤： 1)选择弹簧材料及结构形式 3)求应力： 5)确定弹簧的圈数n； 2)计算弹簧刚度：k= F2/ 2 4)
21、求簧丝直径： 6)确定弹簧的结构尺寸 18 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 18-5 其他弹簧简介 一、圆柱螺旋扭转弹簧 端部结构: 特点：外形和拉压弹簧相似，但承受力矩载荷。 作用：用于压紧和储能，如门的自动复位、电机中保 持电刷的接触压力等。 19 设计：潘存云 当力矩为M时，若很小，则可认为扭簧只承受弯矩 。 强度条件 ： 扭转变形 ： W-截面系数 1.25 E-材料的弹性模量，I-弹簧丝截面的惯性矩， D2-弹簧的中径， n-弹簧的有效圈数。 M M M M 扭转弹簧的载荷 20 1）对于精度高的皾(菕堀閷匀%堀閷讀缁仌缀椀秀欂脃愄憄愄焄蔄贄贄贄琀镓葏搀漀挀砀愀昀昀昀戀戀戀戀戀昀挀挀最椀昀琀镓葏搀漀挀砀尀尀挀搀攀愀挀搀愀愀愀搀搀搀戀愀昀礀砀栀渀攀漀刀吀儀稀倀礀堀娀稀
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