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针对某高射速自动机在样机实弹射击时出现的周期性停射故障，应用热膨胀经典理论和有限元计算方法，对高射速自动机进行了热-结构耦合分析。结果表明：将结构尺寸作适当的调整，不仅能满足现阶段射速的要求，而且有进一步提高射速的空间。结构设计方案改进后的验证样机，经多轮实弹试验测试，没有出现周期性停射现象，故障得到解决。将热-结构耦合方法应用于工程实践，以期在解决类似故障和结构设计的分析方法上有所借鉴。