身管作为速射武器的主要组成部分,是控制弹丸飞行运动姿态的重要载体。在射击过程中,身管主要承受烧蚀和磨损两种渐进劣化作用。随着射击次数的增加,这两种作用的综合结果导致身管内壁轴向各位置上孔径不同程度的增大。由于身管内壁孔径的增大,内弹道膛压将会下降,同时,内壁对弹丸的导转约束减弱,造成弹道性能逐渐降低,直至武器寿命终止。此类武器普遍存在射击持续能力不足、使用寿命不高等问题。为了改善此类武器的作战性能,需要对身管材料的劣化行为和弹道性能退化过程开展深入研究。本文以某型大口径机枪为研究对象开展如下研究,并取得相应结论:（1）以镀铬层/钢基体为研究对象,基于身管服役环境,提出了身管内壁受力状态力学模型,并分别通过机械磨损实验、燃气冲蚀实验和高温烧蚀实验,分析各因素对身管内壁材料的损伤行为。研究表明,身管内壁材料失效形式表现为弹丸的机械挤压和高温、高压火药燃气造成镀铬层的开裂,镀铬层/钢基体结构在高温载荷作用下,界面生成脆性FeCr化合物,镀铬层在弹丸挤压引起的切向载荷作用下逐渐脱落。（2）由于高温载荷引起的镀铬层/钢基体界面力学性能逐渐退化,因此,通过激光烧蚀实验实现不同温度对界面渐进退化的影响,结合原位拉伸实验和有限元模拟技术,确定了镀铬层/钢基体界面剪切应力分布规律和界面极限剪切强度的变化规律。研究表明,随着镀铬层表面温度的升高,界面的极限抗剪强度表现出明显的弱化现象。本文建立了考虑热烧蚀因素的铬涂层/钢基体界面剪切损伤模型,并利用该模型对铬镀层的剥落过程进行了仿真预测。计算结果表明,适当增加镀铬层厚度,通过改善工艺来提高裂纹间距,将有利于提高身管的使用寿命。（3）对于身管基体材料的劣化行为,本文提出了身管内壁临界等温烧蚀准则。通过分析火药燃气与身管内壁的传热边界,以及身管外壁的对流换热条件,确定了射击过程中身管内壁的温度变化。基于临界等温烧蚀准则,采用Fortran语言编写的身管内壁烧蚀umeshmotion子程序,对典型射击条件下的内壁烧蚀情况进行了研究。目前的研究表明,在身管膛线的起始位置处,热-化学烧蚀是基体材料主要的失效机制。射击频率和环境温度的增加,以及换弹箱间隔的减少,都会加剧身管内膛的烧蚀。通过对计算结果的拟合,建立了典型射击条件下大口径机枪身管膛线起始点烧蚀量的计算公式。（4）基于某型大口径机枪标准寿命实验,利用参数化建模方法,建立了三维磨损身管-弹丸耦合模型,通过有限元仿真复现了弹丸射击的全过程,模拟结果与试验数据高度吻合,同时,还获得了各射击阶段弹道性能变化的关键信息。通过分析内弹道性能,研究表明身管尾部的磨损主要引起弹丸在膛内的摆动,口部的磨损对弹丸出口的转速影响更为显著。在身管使用的末期,弹丸出口转速相比未磨损身管下降57.5%,膛外飞行最大攻角达到0.106 rad。弹道性能退化的根本内在原因是弹丸膛内章动幅值的增加和出膛转速显著的下降。本研究通过结合身管材料劣化行为和弹道性能退化过程,建立了大口径机枪身管寿命预测框架,实现了不同射击条件下身管寿命的预测。