典型自动步枪枪管系统三维瞬态温度场计算分析

为了研究连续射击过程中周期性高频火药气体热冲击引起的枪管传热问题,本文建立了一套枪管系统传热三维仿真模型,给出了射击过程边界条件和参数的确定方法。以某典型小口径自动步枪为研究对象,计算了带有Cr镀层的某小口径自动步枪枪管系统在连续热冲击下的瞬态温度,分析了其温度场分布规律,计算结果得到了试验结果的验证。计算结果表明:枪管同一圆截面上,随着节点距离枪管轴线距离增大,其温度波动越来越小;枪管周边零件对枪管传热有着重要影响,尤其对与周边零件接触的枪管部分,考虑与否温度计算结果相差76%左右。射击时枪管向瞄准基座传热有迟滞现象,温度明显升高主要发生在空冷时期,同一时刻瞄准基座节点温度随与枪管轴线距离增加而减小;远离枪管轴线的瞄准基座上节点初始温度升高较慢而随着时间和射弹量增长温度升高明显加快。