弹丸挤进过程的有限元模拟与分析

本文针对依靠观察和实验难以解决的弹丸在枪管挤进过程中带有过盈摩擦大变形接触的难题,建立了弹丸挤进枪管的有限元分析模型,运用动态显式算法以及网格自适应技术,通过数值模拟研究了铅芯弹丸的挤进过程,展示了弹丸上膛线压痕的形成过程和材料的流动情况,分析了挤进前后弹头壳和铅芯的变形特征,以及挤进结束后弹丸的残余应力,从而为改进射...     

身管弹膛和线膛同锻时下沉段皱褶试验研究及其预测

身管弹膛和线膛同锻技术可用径向精锻工艺同时锻出弹膛和线膛,将彻底解决身管弹膛和线膛的同轴度问题,改善坡膛部位的表面粗糙度。为提高身管内膛的加工质量,以身管弹膛和线膛同锻为对象,研究下沉段和锻造段产生的褶皱以及演变情况。通过对身管径向锻打试验和形貌试验分析处理,发现弹膛和线膛同锻时：下沉段将会产生褶皱,并且褶皱随着变形的增加,深度不断加深;当进入锻造段后,部分皱褶被打平,变成了身管微裂纹。应用有限元分析软件Abaqus对身管锻打过程进行仿真,发现锻打过程中下沉段径向应变ε_r和周向应变ε_θ的比值[SX(]ε_r[]ε_θ[SX)]为定值,不同锻打工艺参数下应变比值不同。研究结果表明：身管下沉段单次锻打产生的褶皱深度Δd_w可以用径向应变ε_r和周向应变ε_θ的比值[SX(]ε_r[]ε_θ[SX)]来表示,拟合的关系式为Δd_w=0.058 8[SX(]ε_r[]ε_θ[SX)]+0.052 1;结合锻打所需的锤数可以预测出下沉段结束位置的皱褶深度,皱褶深度的预测有助于防止褶皱在锻造段挤压形成锻造身管的微裂纹。     

复杂管件液压成形设备液压控制系统的设计

在简要介绍管件液压成形技术原理及其优点后，针对副车架等大型复杂空心结构件的成形特点和要求，确定了设备的主要技术参数及总体设计方案．并对液压系统和控制系统进行了优化设计。所采用的低压大流量充液和高压小流量增压的双联泵供液模式可极大地提高设备的生产效率，所设计的二级卸荷回路可使系统的超高压液体能顺序平稳卸荷，所配置的电液比例伺服闭环控制系统使设备具有良好的动态性能、较高的控制精度和响应速度，完全能满足副车架等复杂空心变截面构件的塑性成形要求。     

锻后身管壁厚方向力学性能变化实验研究

目的 针对传统身管材料30SiMn2MoVA,研究精锻工艺和热处理工艺对身管壁厚方向力学性能的影响。方法 采用线切割方式沿身管内表层、中间层和外表层分层取样,通过拉伸实验和胀形实验,分别获取身管材料经精锻成形工艺后壁厚方向纵向力学性能和横向力学性能的变化规律,同时获得残余应力对锻后身管壁厚方向力学性能的影响。结果 身管毛坯壁厚方向各层材料力学性能基本相同,精锻后内表层材料强度性能明显高于中间层和外表层,外表层和中间层伸长率要高于内表层;去应力后,身管材料强度性能和伸长率基本得到恢复,但横向伸长率恢复不明显。结论 精锻工艺对身管材料内表层的强度性能提升最大,同时塑性消耗也最大,锻后热处理工艺能使身管强度性能得到恢复,提高身管材料的纵向伸长率。     

弹膛精密径向锻造锻透性研究

目的 避免身管弹线膛一体化精锻过程中出现的各种缺陷,特别是身管弹膛处的锥体不易成形、锻透性较差的问题。方法 以身管弹线膛同锻时弹膛成形过程为研究对象,主要研究弹膛成形过程中材料的流动过程及锻透性条件。通过几何分析,判断弹膛成形的几何条件,初步确定抬锤位置等参数的合理范围。根据几何分析结果建立有限元模型,分析弹膛各关键点处应变等参数,提出以应变差为判断依据的锻透条件,并在实际实验中进行对比分析,得出身管弹膛锻透的应变条件。结果 身管弹膛各点处成形难易程度不同,以其中最难成形的三锥结束点作为评价弹膛锻透的标准,当该点处身管材料在触碰芯棒后径向应变减小量达到8%时,弹膛能够成形且锻透性较好。结论 通过几何分析、有限元分析以及实验的对比和验证,得出身管弹线膛同锻时弹膛锻透的条件,对身管弹线膛同锻工艺具有理论指导意义。     

Experimental study of the mechanical property of barrel processed by cold radial forging

The cold radial forging process usually introduces some changes of the material, such as the increased strength, the decreased plasticity and the introduction of anisotropic mechanical property. To obtain the changes of mechanical property of barrel processed by cold radial forging, the tangential mechanical properties of the barrel blank and the forged barrel are measured with a designed test based on the plastic deformation analysis for a barrel and by applying internal pressure, and their axial mechanical properties are measured by the tensile test. The changes of mechanical property of barrel processed by cold radial forging are obtained by comparing the mechanical properties of the barrel blank and the forged barrel. The tangential and axial flow stresses of the barrel blank and the forged barrel are also presented.     

身管径向精锻锻后织构分析及性能各向异性研究

目的从细观尺度,研究某30SiMn2MoVA材料5.8 mm口径身管径向精锻成形的锻后性能。方法通过X射线衍射(XRD)实验分析了锻后身管,绘制了极图和取向分布函数(ODF)图,最后利用分析所得主要织构成分,基于广义胡克定律和Schmid定律研究了锻后弹性模量和屈服强度的各向异性,并与实验结果进行了对比。结果锻后身管材料存在纤维织构,主要织构成分为{111}1 1 2,次要织构成分为{111}110;这两种织构成分对锻后弹性各向异性没有影响,但主要织构成分使得锻后屈服强度具有各向异性。结论身管径向精锻工艺,使得材料屈服强度存在从轧向至横向逐渐降低的各向异性。     

基于自调式惯性激振的高方平筛动力学建模及数值仿真

针对高方平筛在起动阶段存在的迟滞共振现象,采用一种新型的自调偏心距式惯性激振方式,并对系统起动过程进行动力学建模和数值计算.在考虑三相异步电动机起动时的固有力学性能和滚动轴承摩擦转矩的前提下,建立筛体、悬吊装置和激振装置组成的系统起动过程非线性动力学模型,在Matlab中运用4阶Runge-Kutta算法对偏心距不变式和偏心距可调式两种激振方式下的起动过程进行数值仿真,分析新型激振装置中初始偏心距、刚度和阻尼等参数对起动阶段最大瞬态振幅的影响规律.结果表明,采用合适参数设置的新型激振装置能大幅度减少设备起动阶段的最大瞬态振幅和达到稳态强迫振动的游动时间.新型激振装置的提出对于提高高方平筛及同类振动机械的工作寿命具有重要的工程应用价值.     

基于蒙特卡罗方法的信息量计算方法研究

公理设计理论自提出以后便得到迅猛发展,它不仅有一套系统的指导设计的理论,并且可以评估设计的优劣。信息公理中的信息量是衡量设计优劣的标准,信息量计算方法的准确性和操作性成为制约信息公理应间用的关键因素。当前信息量的计算多是基于设计参数为均匀分布的假设,但是这种假设并不符合生产实际。文章利用蒙特卡罗模拟的方法,解决了耦合设计和解耦合设计的信息量计算问题,对于冗余设计,本方法依然适用。     

含能材料3D打印机喷嘴参数对挤出速度的影响

在熔融沉积(FDM)成型机的基础上,设计了一种适用于含溶剂的含能材料挤出成型的气压式喷头。利用了正交实验原理及有限元软件ANSYS/FLOTRAN,探讨了喷头的关键尺寸对挤出速度的影响规律,得出了各因素对挤出速度的影响程度,并建立了挤出速度与流道关键尺寸之间的指数预测模型,研究结果表明,最主要的影响参数为喷嘴直径大小,其次为成型段长度,入口收缩角等因素影响较小。所得指数预测模型与CFD计算值结果误差在8%左右,即可根据指数预测模型,通过调节压力大小来获取较为精确的挤出速度。