鍍鎳纏繞式復(fù)合材料身管徑向散熱過程的數(shù)值模擬

王振興，原梅妮，李立州，向豐華，張 明

（中北大學(xué)機電工程學(xué)院，山西太原 030051）

鍍鎳纏繞式復(fù)合材料身管徑向散熱過程的數(shù)值模擬

王振興，原梅妮，李立州，向豐華，張 明

（中北大學(xué)機電工程學(xué)院，山西太原 030051）

提出一種提高復(fù)合材料身管散熱性能的方法，擬在纏繞身管的復(fù)合材料表面鍍鎳后再進行纏繞，以提高復(fù)合材料身管散熱性能。應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件模擬了鍍鎳纏繞式復(fù)合材料身管和普通復(fù)合材料身管的徑向傳熱過程。分析發(fā)現(xiàn)鍍鎳纏繞式復(fù)合材料身管內(nèi)部熱量主要經(jīng)鍍鎳層傳至身管表面進行散熱，在相同射擊和冷卻條件下鍍鎳纏繞式復(fù)合材料身管內(nèi)層溫度更低。相比普通復(fù)合材料身管，鍍鎳層開辟了新的熱量傳遞途徑，提高了復(fù)合材料身管的散熱性能。

身管；復(fù)合材料；鍍鎳；散熱

1 方法的提出

1.1 研究背景

目前低射頻復(fù)合材料炮管達到6級技術(shù)成熟度，已經(jīng)達到實用階段。但在高射速武器中復(fù)合材料身管使用條件更為苛刻，體積小、射頻高、結(jié)構(gòu)更為緊湊、不能使用冷卻液進行冷卻，因此不能將低射頻復(fù)合材料炮管的設(shè)計方案完全照搬過來［3］。提高復(fù)合材料身管散熱性能的方法主要從改變復(fù)合材料身管的結(jié)構(gòu)和選用導(dǎo)熱性能更好的復(fù)合材料兩方面來考慮［4］，比如國內(nèi)在研的分段纏繞式復(fù)合材料身管和TC4鈦合金復(fù)合材料身管。

金屬銅和金屬鎳都具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，但在現(xiàn)有材料加工工藝基礎(chǔ)上，在環(huán)氧樹脂復(fù)合材料表面鍍銅尚難以實現(xiàn)。……