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枪管损伤是一个极其复杂的问题,涉及多学科的交叉与耦合,技术难度非常大。本文研究在枪管损伤因素中占主导位置的枪管温度场,为枪管损伤机理的研究奠定理论基础。本文围绕着枪管内带泄漏内膛核心流、时刻发展的湍流边界层及非线性热传导等三个问题展开研究工作,取得一定的研究成果:(1)开展了枪管寿命综合实验,在综合寿命试验过程中分别进行了多次初速、精度、内膛尺寸、外表面温度等测试项目;开展了膛压测试试验。以上试验为本文的研究提供了基础,并验证了本文所建立的理论模型。(2)通过枪管综合寿命中的内膛尺寸测量试验建立了枪管内膛烧蚀量模型;在内膛烧蚀量模型的基础上,结合准两相流内弹道模型,建立了带泄漏的准两相流内弹道数学模型,并推导了其差分格式;结合定解条件,采用Fortran语言编程求解了不泄漏及带泄漏枪管膛内核心流参数的数值解;通过膛压测试实验与综合寿命过程中的初速测试实验分别对计算所得的膛压及初速进行验证,模型准确可靠;详细地分析了不泄漏及带泄漏枪管膛内核心流参数分布规律,并对比分析了4种状态下的枪管膛内核心流流场,得到了枪管损伤对膛内核心流流场的影响规律。(3)应用边界层理论建立了湍流边界层传热的数学模型,基于Taylor展开式推导其有限差分格式,采用Fortran语言编程求解了速度边界层与温度边界层的分布规律;采用工程简化解法求解了边界层对流换热系数。(4)以核心流和边界层传热的计算结果为基础,应用传热学理论,建立了镀铬枪管带泄漏的二维非线性热传导模型,采用基尔霍夫变换对其进行线性化;对线性化之后的热传导模型进行数值分析,应用Fortran语言编程求解,得到了4种不同泄漏状态下枪管壁的温度场;针对模型假设与枪管实际工作状态的差异引起的误差,本文引入了内、外壁复合换热系数的修正系数,通过计算所得外表面温度场与综合寿命过程中的枪管外表面温度场测试试验所得温度场的对比分析,得到了复合换热系数修正系数的沿膛分布规律,对原始模型进行了修正,修正后的模型计算精度达90%以上;采用修正后的模型求解得到了4种不同泄漏状态下的枪管温度场,分析得到了枪管损伤对枪管温度场的影响规律。(5)采用带泄漏的镀铬枪管二维非线性热传导模型及其简化模型,逐一对影响枪管温度场的因素进行分析,得到了铬层存在与否、线性与否、镀层导热系数、基体材料导热系数、射击规范、冷却时间、环境温度及风速等对枪管温度场的影响规律。