弹丸设计理论——简答题

设计概论简答题1．简述设计的目标设计就是设想、运筹、计划与预算，它是人类为实现某种特定目的而进行的创造性活动。

设计的终极目标永远是功能性与审美性。

2．简述设计学的划分我们一般将设计学划分为设计史、设计理论与设计批评三个分支。

通过学科方向的确定，以及对相关学科的认识，我们便能理解研究设计史必然要研究科技史与美术史，研究设计理论必然要研究相关的工程学、材料学和心理学，研究设计批评必然要研究美学、民俗学和伦理学的理论要求。

3．解构方法。

按照解构主义理论，我们可以运用科学的符号学原理来分析图像，并且分别说明其视觉的、文化的、以及语言的意义，这一分析过程被解构主义理论家称之为解码(Decoding)。

4．失蜡法的特点是什么？它是以蜡作为模型，在模型的内空间填以泥土，外空间用绳和泥将其包裹，待干后自然成为范，然后灌入金属液，由于蜡受热溶化流出，遗留下来的空隙就被铜液填充为器型。

失蜡法可以制作精致、复杂、多层次的型体。

5.什么是石器设计？原始石器的设计具有朴素的审美观念和艺术手法。

人们发现并掌握了诸如对称、节律、均匀、光滑等多种形式美的规律，并自觉地应用于设计活动中。

人们的设计创造能力在无数次的实践中得到了提高，从而能够不断设计创造出各种合乎实用功能的石器工具。

6.简答流线型运动的特征是什么？流线型原来是指空气动力学上的一个名词，后来用来指那种表面光滑，线条流畅的物体形状。

在19世纪人们通过对于鸟类、鱼类等生物的观察，发现它们的有机形体可以有效的减少运动时的阻力，于是在飞机和潜艇的设计中加以采用。

这种外形能够符合空气动力学的原理，呈现出一种流线型，在运动中能够得到更大的速度。

流线型设计最早是用在20世纪交通技术上。

如轮船，飞机，汽车，以此来解决高速运动中的流体动力和气体动力性能。

7．什么是波普派？波普设计出现于20世纪50年代，又称流行艺术、通俗艺术、代表着流行与大众化的品味。

主要活动中心在英国和美国。

它代表着60年代工业设计追求形式上的异化及娱乐化的表现主义倾向。

课程设计说明书课程名称：59式130mm杀爆弹弹药系统分析设计专业：弹药工程与爆炸技术班级：13600102学号：1360010217学生姓名：高天宇指导教师姓名：焦志刚崔瀚能源与水利学院2016.06.0511指导教师（签名）：教研室主任（签名）：年月日年月日摘要炮弹设计理论课设所涉及的相主要内容是，弹丸发射安全性及堂内运动真确性分析、弹丸的飞行稳定性能设计、威力的设计。

从以上三方面来进行全面系统的分析与计算，对76mm弹的各各战术技术指标进行规范的设计。

从而把自己专业课和其他有关的内容书籍，都进行了复习，把以前学过的知识有全面的梳理。

炮弹设计理论课设的必须要有一定的基础知识，在计算弹体应力时，一定要有很好的数学知识，力学知识，计算飞行稳定性时，还要有外弹道的基础知识。

分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩。

根据有关强度理论对弹体进行校核，采用布林克法，将弹体简化成为无限长壁厚圆筒，并将弹体分成若干断面，计算每个断面内表面的三向主应力，用第二强度理论校核弹体内表面的强度。

对弹丸头螺进行分析和计算，用差值法对外弹道的五个参量进行计算，接着是对弹丸飞行稳定性进行分析，其中包括急螺稳定性和追随稳定性。

最后我对弹丸的杀伤威力和杀伤面积进行了计算。

我们始终本着，任何性能良好地弹丸满足的三要素，在膛内运动的正确性，安全可靠；在飞行中阻力小，稳定性好；在目标区域作用可靠，威力大。

（也就是我们常说的稳、准、狠。

）目录摘要 (Ⅰ)1 弹丸结构总体设计分析 (1)2 弹丸发射强度计算与分析 (2)2.1 膛内发射过程分析 (2)2.2 弹丸载荷分析与计算 (2)2.2.1 火药气体压力 (2)2.2.2 惯性力 (2)2.2.3 装填物压力 (3)2.2.4 弹带压力 (3)2.2.5 不均衡力 (3)2.2.6 导转侧力 (3)2.2.7 摩擦力 (3)2.3 计算弹体及其零件在最大膛压时的强度 (4)2.3.1 发射时弹体强度计算 (4)2.3.2 弹底强度计算 (6)2.4 进行弹丸装填物的发射安全性计算 (8)3 弹丸弹道计算和飞行稳定性分析 (10)3.1 分析弹丸在外弹道飞行时所受空气动力和力矩 (10)3.2 计算弹丸在外弹道上攻角为零时的空气阻力系数 (10)3.3 计算弹丸的外弹道参量 (12)3.4 弹丸飞行稳定性计算和分析 (13)3.4.1 急螺稳定性 (14)3.4.2 追随稳定性 (15)4 弹丸威力计算 (18)4.1 弹丸杀伤威力计算过程 (18)4.1.1 球形靶杀伤面积 (18)4.1.2 杀伤面积计算 (18)5 总结 (24)6 参考文献 (25)7 附录 (26)1 弹丸结构总体设计分析弹丸设计的第一步即总体方案设计。

1、什么是材料？如何进行分类？答：材料是人类用于制造机器、构件和产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。

材料可分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。

简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的规范所获得的表征参量。

2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？答：1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。

3．流变成型包括哪几个方面？答：金属的半固态成型、高分子材料的熔融成型、陶瓷泥料、浆料成型和玻璃的熔融浇注。

4．材料改性的目的和内容是什么？答：目的：通过改变材料的成分、组织与结构来改变材料的性能。

内容: １. 材料的“合金化”2 .材料的热处理从事材料工程的人们为什么必须注重材料性能数据库。

答：材料性能数据库是材料选择的先决条件；材料性能数据库是实现计算机辅助选材（CAMS）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）的基础2．什么是材料的组织组成。

答：组成材料的不同物质表示出的某种形态特征3．“材料设计”构想始于50年代，80年代后实现“材料设计”的条件渐趋成熟。

表现在哪三个方面。

答：1）基础理论的形成和发展2）计算机科学技术的发展3）合成与加工新技术的涌现4．新型材料设计的内容。

υ 1.成分结构设计2.性质性能预测υ3.合成加工过程的控制与优化υ(1). 何为粉末烧结？影响烧结的因素有哪些？烧结是陶瓷何粉末冶金工艺中最重要的工序。

所谓烧结就是指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态逐渐密化，且机械强度大大提高的过程。

影响烧结的因素有很多，如坯体的初始密度、物相组成、烧结气氛、压力以及添加剂等。

(2). 简述纤维增强复合材料的机理。

沈阳理工大学应用技术学院炮弹设计理论课程设计说明书系别：能源工程系专业：弹药工程与爆炸技术学生姓名：甘学锋指导教师：焦老师2012年6月25日一、设计计算1、弹丸发射安全性分析1.1分析弹丸在膛内发射时的受力1.1.1火药气体压力 （1）弹底压力⎪⎭⎫ ⎝⎛+=m m p p w d t 21 w m ------发射药质量3.507(Kg)m --------弹丸质量33.4（Kg ）由上式公式可得，()d t p +p 21=p)4m m +(1p =p w dMPa 6.3374.33507.34115.3464mm +1p =p w m dmax =+= 由以上公式计算得Mpa p d 6.337max =；（2）火药气体的计算压力t p p m m ∆=∆αα为温度修正系数；最大弹底压力可用上式修正mdt p m m t p 41)1(ωα+∆+=根据dt i p p ≥的条件，目前各种火炮取Mpa p p m i 3.3711.1==;(3)弹丸上的压力分布对于膛线火炮所配用之旋转稳定弹丸，由于有弹带的密闭作用，火药气体几乎完全作用于弹带后部的弹底区，在有些情况下，如火炮膛线磨损过大，弹带直径偏小，有部分火药气体通过弹带缝隙泄露，则弹带前部的弹体也受到部分火药气体压力的作用，但此值比较小，对弹体强度影响不大。

1.1.2惯性力弹丸在膛内做加速运动时，整个弹丸各零件在上均作用有轴向惯性力，旋转弹丸还产生径向惯性力和切向惯性力。

（1）轴向惯性力弹丸发射时，火药气体推动弹丸向前运动，产生加速度。

此加速度a 可由牛顿第二定律求得，g m r p dt dv a 147484.335.614.3371322=⨯⨯===π P-----表示计算压力；r------弹丸半径距；由于加速度存在，弹丸各断面上均有直线惯性力，作用在弹丸任一断面上的惯性力n F 为g mm r p a m F n n n 4616142===π； -------弹底断面以上部分弹丸质量；（2）径向惯性力径向惯性力是由于弹丸旋转运动所产生的径向加速度（即向心加速度）而引起的。

1．弹丸设计全过程：论证阶段，方案阶段，工程样机阶段，设计定型阶段2．对弹丸的试验内容：弹丸结构特征数测定，弹丸发射强度试验，弹丸外弹道性能及射击精度试验，威力试验3．弹丸设计说明书：是反映弹丸结构及技术设计的基本文件4．产品图包括：弹丸的零件图或零件毛坯图，部件图，装药弹体图，弹丸标记图，靶场试验用图5．对弹丸的要求：战术技术要求，生产经济要求6．战术技术要求包括：弹丸的威力，弹道性能，射击精度，射击和勤务时的安全性，长期储存的安定性7．生产经济要求:弹丸结构工艺性,弹丸极其组件统一化,原材料资源丰富8．一般认为具有78J动能的破片即可使人员遭到杀伤9．二次烧伤效应：常规弹丸的热辐射对人员的伤害是有限的，对人员的杀伤大部分是由于爆炸引起环境火灾而致10．直射距离：是指最大弹道高不超过目标高（目前定为2米）的最大射程11．有效射程：是指在直射距离以内保证击毁给定目标的最大射程12．弹丸的统一化：是指将数种战斗性能兼备于同一弹丸上13．弹丸零件的统一化：是指将弹丸上各种组成零件通用于不同类型的弹丸上14．弹丸总体方案的选择：弹丸口径的选择，弹种的选择，结构类型的选择，质量大小的选择15．弹种的选择原则：欲摧毁或杀伤的目标性质，弹丸的现有技术水平与利用新技术的途径16．弹丸稳定方式分为旋转稳定和尾翼稳定17．设计弹丸中选择质量的两种情况:1火炮已定,要求为此炮配用新弹,以满足既定的战术技术要求.在这种情况下,所设计的内弹道条件(膛压、初速)必须满足适应该火炮的强度条件。

2.设计新炮和新弹。

因此，设计弹丸的质量不受火炮强度条件的限制。

但是，弹丸质量的大小会直接影响到将来相应的新炮的机动性。

在这种情况下，要求选用的弹丸质量，既要满足战术技术要求，又要使火炮具有良好的机动性（最轻便）。

18．火炮强度的限制条件：炮管强度限制条件，炮架强度限制条件19．装填条件：即弹丸质量和发射药性能、质量、几何形状以及药室容积的综合作用20．作E—m曲线，根据曲线形状选择最有利的弹丸质量21．旋转稳定弹丸结构设计包括：确定弹丸的基本尺寸，确定弹丸的结构特点及零件，选择装填炸药，选择引信，选择弹体及零件材料，绘制弹丸设计草图22．弹丸外形结构：弹头部，圆柱部，弹尾部，上下定心部，弹带，闭气环23．母线形状：以抛物线母线最有利而以椭圆形母线最差。

兵器设计试题库及答案解析一、单项选择题1. 现代兵器设计中，以下哪个因素不是决定兵器性能的关键因素？A. 材料科学B. 电子技术C. 艺术设计D. 动力系统答案：C解析：现代兵器设计主要依赖于材料科学、电子技术和动力系统的进步。

艺术设计虽然在某些方面如外观和人机工程学上有其作用，但不是决定兵器性能的关键因素。

2. 在兵器设计中，以下哪项技术主要用于提高射击精度？A. 激光制导B. 火控系统C. 隐身技术D. 核动力答案：B解析：火控系统是专门设计来提高射击精度的，它包括了计算机、雷达、光学设备等，能够快速计算出射击数据，辅助操作者进行精确射击。

激光制导主要用于导弹等武器的精确打击，隐身技术用于降低兵器的可探测性，而核动力是一种能源形式，与射击精度无直接关系。

二、多项选择题1. 以下哪些属于现代兵器设计中常用的材料？A. 高强度钢B. 铝合金C. 碳纤维复合材料D. 塑料答案：A, B, C解析：高强度钢、铝合金和碳纤维复合材料都是现代兵器设计中常用的材料，它们具有高强度、轻量化等特点，适用于各种军事装备。

塑料在某些非关键部件上也有应用，但不是主要材料。

2. 在兵器设计中，以下哪些因素会影响兵器的射程？A. 发射药的燃烧效率B. 弹丸的质量C. 弹道设计D. 操作者的技巧答案：A, B, C解析：发射药的燃烧效率、弹丸的质量和弹道设计都会直接影响兵器的射程。

操作者的技巧虽然在实际使用中有一定影响，但在兵器设计阶段通常不作为考虑因素。

三、简答题1. 请简述兵器设计中的模块化设计概念及其优势。

答案：模块化设计是指在兵器设计中将系统分解为若干个模块，每个模块具有独立的功能，可以独立开发和升级。

模块化设计的优势包括：- 便于维护和升级：模块化设计使得单个模块的故障不会影响到整个系统，便于快速更换和维护。

- 降低成本：模块化设计可以实现部件的标准化，降低生产成本。

- 提高灵活性：模块可以根据不同的任务需求进行组合，提高兵器的适应性和灵活性。

弹丸设计理论主讲：郭锐研究对象及研究内容z研究对象：各类身管炮（包括一般火炮、无坐力炮、迫击炮）弹丸迫击炮弹丸总体设计、结构设计结构特征数计算z研究内容：弹丸设计原理发射强度计算飞行稳定性设计威力设计弹丸设计的要求：1.膛内运动正确，安全可靠；2飞行中的阻力小稳定性好；2.飞行中的阻力小，稳定性好；3.在目标区作用可靠，威力大；本门课程的前期要求数学、力学基础知识；内弹道、外弹道；内弹道外弹道；弹丸作用原理；炸药、引信、火炮等方面的专业基础知识；本门课程的结构¾第1章弹丸设计总论－讲述弹丸设计的全过程、设计说明书的内容、对弹丸的要求等；¾第2章弹丸结构的确定－介绍弹丸总体方案设计、各类弹丸的结构特点、结构特征数的计算等；¾第3章弹丸发射安全性及膛内运动正确性分析－发射时弹丸所受载荷、安全性分析、弹丸强度的有限元法计算、膛内运动正确性分析、弹带设计等；¾第4章弹丸的飞行性能设计－介绍气动力计算、稳定性计算以及散布分析等；¾第5章弹丸的威力设计－介绍榴弹、穿甲弹、破甲弹、碎甲弹等各类弹丸的威力指标计算。

课程要求本课程主要研究弹药设计中的一般共同性问题，如总体设计、结构设计、安全性设计、飞行性能设计和威力设计等。

其基本任务是解决弹药设计的方法和步骤，树立正确的设计思想。

通过本课程的学习，要求学生具有进行弹药设计的初步能力，能正确分析影响弹药性能的诸因素，为解决弹药生产、靶场试验和战斗使用中所产生的实际问题打下基础。

考核方式：平时成绩+闭卷考试要求：按时上课，有事需请假。

课程回顾——弹药概论弹药概念：指在金属或非金属壳体内装有火药、炸药或其他装填物，能对目标起毁伤作用或完成其他作战任务（电子对抗、信息采集、心理战、战场照明等）的军械物品。

弹药组成：壳体、装填物、引信等。

弹药分类：9按用途分类9按投射运载方式分类9按装填物类型分类9按配属分类9按控制程度分类。