坡膛结构变化对弹带挤进过程影响的研究

基于弹塑性有限元接触理论,引入了弹带材料的初始损伤及累计损伤模型,对弹带挤进、冲击坡膛的过程进行了理论分析,建立了弹带挤进、冲击坡膛的显式非线性有限元模型。对在两种不同结构坡膛条件下的弹带挤进过程进行了分析计算,得到了挤进过程弹丸及弹带的动力学响应,并通过计算分析了坡膛结构变化对挤进冲击力的影响,揭示了坡膛裂纹的形成机理。     

激光重熔对选区激光熔化成形4Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响

目的 优化选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形4Cr5MoSiV1钢的激光重熔工艺，综合提升SLM成形4Cr5MoSiV1钢的力学性能。方法 通过调整SLM成形过程中的激光重熔工艺参数成形4Cr5MoSiV1钢试样，采用扫描电镜、显微硬度计、万能材料试验机和摩擦磨损试验机测试分析试样的表面形貌、显微组织、显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性。结果 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样表面的飞溅颗粒、杂质颗粒和弧形波纹数量较多，其显微硬度为599HV，抗拉强度为1050.2 MPa，断后伸长率为9.5%，磨损率为1.309´10^?10 kg/(N.m)。4Cr5MoSiV1钢试样经激光重熔后，其冶金质量明显改善，显微硬度、抗拉强度、断后伸长率和耐磨性均提高，且各项力学性能间呈正相关关系。冶金质量和细晶强化作用共同决定4Cr5MoSiV1钢试样的力学性能水平，且随激光重熔线能量密度增加，试样的力学性能均表现为先升高后降低的趋势。当激光重熔线能量密度为238 J/m时，试样的力学性能最高，其显微硬度为645HV，抗拉强度为1430.7 MPa，断后伸长率为16.9%，磨损率为0.354×10^?10 kg/(N.m)。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的断裂机理为脆性解理断裂，激光重熔试样的断裂机理为准解理断裂。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样及激光重熔试样的磨损机制均以粘着磨损和氧化磨损为主。结论 SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的最优激光重熔线能量密度为238 J/m，经激光重熔后，试样的冶金质量和力学性能明显提高。     

弹丸惯性卡膛冲击问题动力学研究

基于弹塑性有限元接触理论对弹丸惯性卡膛过程进行了理论分析,建立了弹丸惯性卡膛过程的有限元模型.对弹丸在1 m/s -4 m/s卡膛速度下的惯性卡膛过程进行了分析计算,明确了卡膛过程中弹带的弹塑性形变规律和弹丸的动力学响应,并通过计算分析了摩擦系数对卡膛过程计算结果的影响.     

选区激光熔化成型4Cr5MoSiV1钢的组织与性能优化

为优化选区激光熔化成型4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究了支撑结构和激光重熔对4Cr5MoSiV1钢试样表面形貌、显微组织、显微硬度和拉伸性能的影响.结果表明:细晶强化作用、固溶强化作用、析出强化作用和冶金质量的增加可提高试样的力学性能,且冶金质量对力学性能的影响程度较高. SLM成型4Cr5MoSiV1钢试样的抗拉强度为948. 6 MPa、断后伸长率为9. 3% 、顶部表面显微硬度为578. 2HV、底部表面显微硬度为560. 4HV.支撑结构X/Y间距的减小可增加支撑结构数量、提高支撑作用、增强导热能力,其细晶强化、固溶强化作用和冶金质量增加,力学性能提高.设计切割间距对试样的力学性能影响较小,但支撑去除难度降低.激光边界重熔对试样的力学性能影响较小,而经激光表面重熔后试样的晶粒粗化、晶粒内第二相析出物增多,飞溅颗粒、黑烟颗粒和孔隙缺陷基本消失,力学性能明显提高,其抗拉强度为1 387. 2 MPa,断后伸长率为14. 6% ,顶部表面显微硬度为632. 4HV,底部表面显微硬度为608. 4HV.     

成形角度对选区激光熔化4Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响EI北大核心CSCD

选区激光熔化(SLM)成形4Cr5MoSiV1钢具有良好的强/硬度以及耐磨性是提高其使用寿命的重要保证,为优化SLM成形4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究不同成形角度下4Cr5MoSiV1钢试样的显微组织、显微硬度、拉伸性能和耐磨性。结果表明:随成形角度的增加,试样熔道间的热量累积程度降低,晶粒尺寸减小,细晶强化作用增强,故试样的显微硬度升高。随成形角度的增加,拉伸试样的滑移搭接面数量增多,滑移程度增加,且熔道边界处分正应力值降低,故试样的抗拉强度和断裂伸长率均升高。磨损试样的磨损机制以黏着磨损和氧化磨损为主,且随成形角度增加,试样的耐磨性升高。同一成形角度下,试样底层表面经多次热量累积后,其细晶强化和固溶强化作用减弱,显微硬度和耐磨性均降低。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的显微硬度、耐磨性和拉伸性能呈正相关,45°成形角度下试样的力学性能最高,抗拉强度最高为1576.5 MPa,断裂伸长率最高为17%,顶层表面的显微硬度最高为608.4HV,顶层表面的磨损率最低为4.95×10^(-9)kg·N^(-1)·m^(-1)。     

弹带挤进过程动力学仿真

运用MSC.Patran软件及其二次开发语言建立弹丸、火炮身管的参数化模型.利用MSC.Dytran软件模拟某型火炮弹带挤进过程,分析挤进过程中弹带、身管和膛线的应力状态及变化规律,以及挤进过程中弹丸受力与加速度的变化规律.     

某大口径火炮弹带热力耦合挤进动力学数值模拟研究

为研究弹带挤进过程机理以及弹丸在挤进过程的运动规律,对大口径火炮挤进过程进行了仿真分析。考虑了火药气体在带锥度药室及坡膛内的分布,得到挤进时期的内弹道学方程,将该方程的解作为力边界条件,同时引入考虑温度的摩擦力模型来模拟身管与弹带间的摩擦,采用显式方法建立大口径火炮弹带挤进过程热力耦合仿真模型;分别对经典内弹道挤进过程和绝热挤进进行计算,验证了耦合计算的必要性;同时考虑不同弹炮间隙、卡膛速度以及初始摆角对挤进过程的影响,得到挤进过程中挤进阻力、弹丸速度、火药气体压力、弹丸摆角的变化规律。计算结果表明,弹炮间隙对挤进阻力和挤进速度有着重要的影响,而弹丸卡膛前摆角对弹丸挤进过程中的摆角有着重要的影响。     

弹带挤进压力与火药气体压力对身管疲劳寿命影响研究

针对国内外研究身管疲劳寿命的三种方法,提出了应用有限元数值仿真计算的方法对身管疲劳寿命进行研究。基于弹塑性有限元理论,建立了某火炮身管、弹带及弹丸有限元模型,对弹带材料引入了Johnson-Cook本构模型,采用ALE技术对网格进行更新,应用内弹道方程和有限元挤进耦合求解的方法,得出力边界条件。通过对弹带挤进压力和火药气体压力作用下的身管疲劳寿命分析,火药气体压力作用下的身管疲劳寿命与美军同型号火炮身管疲劳寿命非常相近,说明后者是身管的疲劳破坏的主要因素。     

坡膛结构变化对火炮内弹道性能影响的研究

考虑了经典内弹道方程组和弹带挤进过程的耦合效应,以内弹道方程组的解作为弹带挤进过程数值模拟的力边界条件,同时以数值模拟的结果作为内弹道方程组下一增量步计算的初始条件。引入了Lemaitre提出的基于连续损伤介质力学的考虑粘塑性及韧性损伤耦合效应的本构模型来模拟弹带材料的损伤失效过程,采用了Von Mises屈服准则、Johnson-Cook硬化模型及Johnson-Cook失效模型,考虑了大应变、高应变率、温度软化作用、初始损伤及累计损伤失效效应,并借助一种高效的时间积分方法通过Abaqus\\Explicit模块的材料子程序接口VUMAT将其引入到显式非线性有限元软件中,借助显式非线性有限元算法对两种坡膛结构下弹带挤进过程进行了数值模拟。分析了两种不同坡膛结构对弹带在挤进过程受力状态的影响,同时指出坡膛结构及弹带应力状态对火炮内弹道性能的影响,为火炮坡膛的设计提供了有益的参考。     

基于ADAMS与EASY5的某履带车辆制动系统的联合仿真

针对某履带车辆的制动系统,介绍了连用多体动力学仿真软件ADAMS和多学科动态系统仿真软件EASY5实现联合仿真的一般方法.先在三维建模软件Pro/E中建立履带车辆制动器的三难模型,然后导入到ADAMS中建立履带车辆制动器的虚拟样机模型,同时在EASY5中建立履带车辆制动系统的液压模型,并设计软件接口实现两种模型之间的动态数据交换.仿真结果表明,虚拟样机模型与液压系统模型之间实现了无缝链接,验证了该建模方法的有效性和实用性,并为实现机电液联合仿真提供了基础.