自动武器为单人和班组使用，使用时常是贴身和近身操作。射击时膛内处于高温、高压状态，各机构连续高速运动，一旦发生事故，就有伤害人身的可能；在战斗中若经常出现故障，也有贻误战机或危及士兵自身生存的可能。这些都易使士兵产生畏惧的心理状态而不能发挥武器的威力。故保证武器安全可靠，极为重要[1]。

自动机是枪械的核心部件，其主要承力构件的寿命问题一直受到广泛关注。自动机在工作中发生多次冲击碰撞，如击针、击锤、拉壳钩等重要零件的经常破损，其寿命达不到全枪的寿命，需要配备1～2个备件。而对于自动机来说，影响其寿命最主要的因素就是冲击碰撞，自动机的失效形式大多为疲劳破坏。据统计,机械零件破坏的50%～90% 为疲劳破坏,很多机械零部件和结构件的主要破坏方式都是疲劳。特别是随着机械零件向大型、复杂化和高温、高速使用环境的方向发展,机械的应力越来越高,使用条件越来越恶劣,疲劳破坏事故更是层出不穷,因此关于疲劳破坏问题的研究得到了极大的关注,其中重点为疲劳寿命的预测[3]。

上个世纪是疲劳科学大发展的100年。首先是显微镜的发明,使人们认清了疲劳的微观机理,疲劳不仅是一个工程问题,更是一种物理现象。尤其是上世纪后半叶,随着新的试验手段、计算机和有限元应力分析计算等的发展和完善,疲劳科学得到前所未有的发展[4]。以往,在进行自动武器运动构件的强度设计时,主要关心的是材料的静拉伸强度指标,所以一般都不进行材料的疲劳寿命试验。但要进行运动构件的疲劳寿命分析和设计,就必须知道材料的疲劳寿命特性,得知△ε-N(应变幅-寿命)曲线和△σ-△ε(应力幅-应变幅)曲线。为此,必须进行材料的疲劳寿命试验[5]。

在现有的试验机中能够真实地模拟多冲碰撞工况的很少见，一些文献中对于多冲碰撞的研究还是沿用一次冲击试验方法进行多次试验；很多研究中虽然采用了多次连续冲击碰撞的试验方法，但试验装置的加载频率、加载速度或加载能量等都较小，与材料或零件的实际工况有很大区别。不仅现有的各种多冲碰撞试验机在性能上尚无法满足对多冲碰撞的进一步研究，而且目前对于多冲碰撞的试验方法也没有形成统一的标准，所以研制一台能够更好模拟多冲碰撞类零构件真实工况的试验机并对多碰系统进行动力学响应分析具有重要的研究价值[6]。

1.2  概念描述

自动武器的可靠性是指枪械在规定的操作使用条件下，保证安全以及在枪械寿命期内保持原有功能的能力。它包括5个方面的性能：安全性、故障率、射击寿命、存储性和坚固性。而射击寿命是指枪械在规定的试验条件下和射击规范下保持预定弹道和零件性能的射弹数。

自动机的主要失效形式为疲劳破坏。疲劳破坏的机理是损伤的累积。对于常见的受循环变应力的机械零件来说，虽然每次循环应力中的最大应力远小于材料的屈服极限,在此应力作用下零件不会立即破坏，但循环应力的每次应力循环对零件仍会造成轻微损伤，随着应力循环次数的增加，当损伤累积到一定程度时，在零件表面或内部出现裂纹扩展直至断裂。材料疲劳失效前所经历的应力循环次数称为疲劳寿命[7]。对自动机而言，其疲劳寿命是指材料疲劳失效前所经历的射弹数。

有许多因素对于疲劳寿命有着不可忽视的影响，如载荷形式、构件尺寸、表面光洁度、表面处理、平均应力、使用温度及环境等。故在构件疲劳设计时，应当对材料的疲劳性能进行适当的修正[8]。

疲劳试验机是使试样或构件承受周期或随机变化的应力或应变，以测定疲劳极限和疲劳寿命等指标的试验机。