ABAQUS复合材料模拟身管热-压力冲击加载仿真(2)
复合材料使用的历史相当悠久，可以追溯到几千年前。 在古代中国人和犹太人使用增强盖房用的泥砖的方法是添加麦秸或者稻草，而古埃及人将木板按不同方向排列成为造船使用的多层板，这些可以看成最原始的复合板。一百多年前出现的混凝土标志着近代复合材料时代的出现，而钢筋混凝土的出现是为了满足高层建筑强度的要求。除此之外，近代的木质胶合板、帘线增强橡胶做成的汽车轮胎以及20世纪40年代出现的玻璃纤文增强树脂复合材料，俗称玻璃钢，都是复合材料的代表。20世纪60年代，为了满足军用方面对材料力学性能的要求，碳纤文和硼纤文等其他有机纤文都陆陆续续出现在市面上，这也使得复合材料进入了一个新的发展阶段。在那之后，科学家又相继研究出了金属基、陶瓷基和碳-碳复合材料，这些都称为先进复合材料。人们虽然研究先进复合材料的时间不长，但取得的成就是令人瞩目的。20世纪80年代之后，随着现代航空航天、电子等高技术领域的快速革新，对于生产中使用的材料，人们也提出了更高的要求，传统的功能材料和结构材料以及先进复合材料已经无法达到这些技术的需要，智能化、多功能化的结构功能材料渐渐引起了人们的关注。在20世纪末期，从一些具备特殊能力的生物身上得到启发，国外科学家陆陆续续将智能这一概念加入到结构和材料的领域，并且指出了智能材料和结构这一全新的概念。将复合材料运用于炮身身管中的主要目的是减轻身管质量，提高身管刚度，延长火炮的使用寿命，提高火炮的战术性能。目前所说的复合材料身管，主要采用的是外部缠绕复合材料而内部采用金属内衬，复合材料身管的探讨基本都处于研究阶段，有许多技术瓶颈都亟待改进。在国内，我们可以看见在一些常规兵器上也能看到复合材料的应用，但是这些应用都仅限于次受力件。关于复合材料身管的理论设计要考虑多方面的影响，下面就一些涉及复合材料身管的相关问题进行一一列举。因为有缠绕张力和固化温度等客观因素的存在，会有一定的残余应力存在于身管当中。为了探讨固化温度、复合材料树脂的体积含量、复合材料层的厚度、金属内衬和身管内径等条件对残余应力的影响，需要以复合材料理论等相关理论为基础建立复合材料层合板以及带金属内衬复合材料身管固化时的热残余应力模型；在模型建立之后，编写程序计算，之后再建立基于PXI总线的复合材料残余应力测试系统，将得到的数据进行分析，得到结果并修正。[2]
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