爆炸焊接CAE软件开发及工程应用

为了有效控制爆炸焊接金属复合板的质量,应用C++和OpenGL研制开发了爆炸焊接CAE软件系统EWCAE(Explosive Welding Computer Aided Engineering),将理论计算、数值模拟与爆炸焊接实验相结合,确定爆炸焊接窗口范围以及合理的爆炸焊接工艺参数。通过对爆炸焊接数值计算方法和CAE工程分析软件的研制开发以及该软件在爆炸焊接工程实际应用的介绍,了解该软件系统可以实现金属爆炸焊接窗口计算与曲线绘制、复板飞行姿态计算和爆炸焊接三维动态数值模拟。基于CAE工程分析软件来辅助爆炸焊接生产工艺的制定,不仅使爆炸焊接金属复合板的质量得到有效控制,还对于个性化、差异化和精细化爆炸焊接技术开发具有重要意义,从而实现技术研发与生产加工的数字化、标准化和规范化。因此,计算机仿真和数值计算也是爆炸焊接重要的研究手段。     

爆炸焊接CAE软件开发及工程应用

为了有效控制爆炸焊接金属复合板的质量,应用C++和OpenGL研制开发了爆炸焊接CAE软件系统EWCAE(Explosive Welding Computer Aided Engineering),将理论计算、数值模拟与爆炸焊接实验相结合,确定爆炸焊接窗口范围以及合理的爆炸焊接工艺参数。通过对爆炸焊接数值计算方法和CAE工程分析软件的研制开发以及该软件在爆炸焊接工程实际应用的介绍,了解该软件系统可以实现金属爆炸焊接窗口计算与曲线绘制、复板飞行姿态计算和爆炸焊接三维动态数值模拟。基于CAE工程分析软件来辅助爆炸焊接生产工艺的制定,不仅使爆炸焊接金属复合板的质量得到有效控制,还对于个性化、差异化和精细化爆炸焊接技术开发具有重要意义,从而实现技术研发与生产加工的数字化、标准化和规范化。因此,计算机仿真和数值计算也是爆炸焊接重要的研究手段。     

爆炸焊接技术的研究与应用进展

对爆炸焊接技术的研究与应用现状进行了综述,指出爆炸焊接机理研究、爆炸焊接专用炸药研究、爆炸焊接产品质量指标体系和检测方法研究、爆炸焊接数值模拟与仿真软件研究、爆炸焊接实验测试技术研究和爆炸焊接技术的应用研究是爆炸焊接有待进一步研究的问题,非晶态合金和具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳、高强度、高磁导率等特质的优质金属或合金的研制,以及超厚、超薄、超大、多样化材料(如脆性材料)的爆炸焊接是爆炸焊接技术的发展方向.     

双金属爆炸焊接参数设计理论

针对爆炸焊接参数设计问题,从爆炸焊接基本理论出发,分步介绍了飞板爆轰驱动的理论和双金属爆炸焊接窗口理论。首先归纳总结了一维爆轰驱动飞板的终速公式,并详细说明了其应用范围与原因。对于二维滑移爆轰驱动飞板问题,主要针对Richter理论和特征线法进行了介绍,并推导出新的近似计算公式。接着,对于爆炸焊接参数窗口理论,详细比较了以往传统单一金属爆炸焊接窗口理论与公式,并针对部分已有公式进行了重新推导与修正,重新界定了其适用范围。利用这些爆炸焊接窗口的基本理论,作者对所发展的双金属可焊下限、双金属可焊上限、双金属流动限以及声速限构成的双金属爆炸焊接窗口理论进行了系统地介绍。最后,以飞板爆轰驱动和爆炸焊接窗口构建成了整个爆炸焊接工艺技术参数设计理论,并结合二元合金相图进行爆炸焊接设计,针对调控原材料硬度的必要性、焊接界面波纹及气孔的控制方法等问题进行了讨论。     

双金属爆炸焊接窗口计算机仿真

文章根据爆炸焊接窗口理论及实验分析,开发了"爆炸焊接窗口仿真系统(EWW1.0)",通过该系统可以实现各种双金属爆炸焊接窗口曲线的计算机仿真.在双金属爆炸焊接实际工程中,应用该软件对于确定合理的工艺参数具有很好的指导意义.     

双金属爆炸焊接下限

在爆炸焊接中,爆炸焊接参数的确定是非常重要的。文章总结了已有的爆炸焊接参数窗口理论,根据爆炸力学与爆炸焊接基本原理,发展出双金属爆炸焊接参数窗口的下限理论。     

双金属爆焊接下限

在爆炸焊接中,爆炸焊接参数的确定是非常重要的。文章总结了已有的爆炸焊接参数窗口理论,根据爆炸力学与爆炸焊接基本原理,发展出双金属爆炸焊接参数窗口的下限理论。     

水下爆炸焊接修补实验与分析

简要叙述了爆炸焊接的发展和应用情况,总结了爆炸焊接在水下修补作业中应用的优点.通过水下爆炸焊接实验,分析了爆炸焊接的结果,验证了水下爆炸的可行性.     

关于工程爆破科技成果申报奖励申请鉴定的函

论述了爆炸焊接对炸药的性能要求和粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用。研究如何优化粉状乳化炸药的配方来达到爆炸复合的需求,并阐述了粉状乳化炸药在爆炸复合市场的应用前景。     

粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用研究

论述了爆炸焊接对炸药的性能要求和粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用。研究如何优化粉状乳化炸药的配方来达到爆炸复合的需求,并阐述了粉状乳化炸药在爆炸复合市场的应用前景。     

Recent developments in explosive welding

Explosion welding (EXW) is one of the joining methods consisting of a solid state welding process in which controlled explosive detonation on the surface of a metal. During the collision, a high velocity jet is produced to remove away the impurities on the metal surfaces. Flyer plate collides with base plate resulting in a bonding at the interface of metals. The metal plates are joined at an internal point under the influence of a very high pressure and causes considerable local plastic deformation at the interface in which metallurgical bonding occurs in nature and even stronger than the parent metals. Similar and dissimilar materials can be joined by explosive welding. In this paper, after detection the theories of welding and wave formation, experimental research and numerical studies on explosive welding are reviewed for the last four decades. Also, future developments in explosive welding are predicted and criticized in an outlook.     

近距离爆破引起的隧道周边振动场

首先分析了近距离爆破造成的隧道周边振动场分布规律 ,指出最大振动速度出现在爆破振动波正入射部位的墙壁和拱部 ,墙脚点振动速度较小 ,背爆侧振速只有迎爆侧的 1 / 2 5。其次 ,根据大量测试数据分析 ,论述了爆破性质、地质条件对振动衰减的影响 ,并作了进一步的理论解释。最后根据振动分析 ,提出了有关降低爆破振动的措施     

减小爆炸焊接边界效应影响研究

边界效应是爆炸焊接普遍存在的问题,如何消除边界效应是提高爆炸焊接复合质量的关键。本文提出了减小边界不焊区的两种方法:①等面积爆炸复合时,采取加大布药宽度和在焊接窗口内适当加大质量比R的办法,将稀疏波作用范围引出复合面积之外,减少炸药边界稀疏波对飞板飞行速度的影响;②不等面积爆炸复合时,采取把飞板边界刨去一部分或开应力槽的方法,减少复合板周边打伤打裂现象。通过大量爆炸焊接试验的检验结果来看,复合板周边的焊合情况非常令人满意。与工程经验的方法相比,不但装药量可节省10%左右,降低生产成本,而且还可降低基、复板之间的碰撞速度,对减小复合板的整体变形和对解决爆炸焊接中的开裂问题十分有利,从很大程度上优化了焊接工艺。     

Numerical simulation of explosive welding using the material point method

Explosive welding involves detonation of explosive, interactions of fluid-structure and plastic deformations of metal plates at the instant of the explosion. Conventional mesh-based methods such as the finite element method (FEM) and finite difference method (FDM), are limited in simulation of the explosive welding when mesh distortion and interaction of different materials occur. In order to describe process of the explosive welding and accurately predict physical parameters for the explosive welding, numerical simulation of the explosive welding which involves multi-physical phenomenon is performed by using material point method (MPM). Not only can major physical phenomena of explosion impact be well captured, but also some important technical parameters for the explosive welding can be attained based on the MPM simulation. Through the comparison with the experimental results, it is shown that the MPM is a robust tool in simulation of the explosive welding.     

爆炸焊接中覆板碰撞速度的确定

为了给爆炸焊接中覆板碰撞速度提供更多的理论计算方法,按照一定的物理模型自行推导了另外两种覆板碰撞速度的计算公式,讨论了覆板碰撞速度的影响因素,并对若干实际爆炸焊接场景的碰撞速度进行了计算与比较,这些实际场景的焊接质量良好。结果表明,计算结果处于焊接窗口参数之中,而且这些设计和计算对爆炸焊接实践具有一定指导作用。