多弯角板料弯曲成型的数值模拟及实验研究

以剐塑性有限元模型为基础,对典型的多弯角宽板零件弯曲用MSC/superform软件进行数值模拟,科学地分析了多弯角板料同时成型过程的金属流动规律,根据模拟得到的应力场、应变场、速度场及加载变化等.也可预测变形时产生的缺陷,为该类零件的成型工艺提供科学的依据,根据数值模拟结果合理地设计了多弯角同时成型的模具结构,通过成型实验研究结果表明,多弯角同时弯曲成型的工艺是可以实现的.     

大直径、大长径比铆钉一次成型电磁铆接工艺

结合运载火箭大直径、大长径比铆钉结构特点,研究一次成型电磁铆接工艺.设计铆接模具,制定最优工艺参数,进行工艺试片试验,通过剪切、拉脱试验、微观金相分析等验证模具及工艺参数铆接质量可靠性.设计产品电磁铆接工艺流程,完成型号产品应用实践并进行外观分析,实现大直径、大长径比铆钉一次铆接成型.解决大长径比铆钉手工气动锤铆的成型...     

镁合金扇形瓦挤压成型工艺研究

针对某镁合金扇形瓦生产中材料利用率和生产效率低以及加工成本高等一系列问题,结合该零件外形特点和镁合金变形特性,对其挤压成形工艺进行了研究,优化了工艺参数和模具结构,并进行了小批量试制.实验结果表明成形件完全符合技术要求,所制定的工艺合理可行,材料利用率可由原先不足40%提高到75%,生产效率提高2～3倍,为同类扇形零件的成形提供了新的思路.     

DNAN 基熔铸炸药成型过程数值仿真

为模拟DNAN 基熔铸炸药成型过程,采用结构网格计算流场和温度场、非结构网格计算应力场的方法,得到DNAN 基熔铸炸药冷却凝固时清晰的固液界面以及合理的缩孔缩松及热应力分布。通过对比研究,在一定模具和装药尺寸条件下,提出减少DNAN 基熔铸炸药装药缩孔缩松、降低热应力极值以及缩短凝固时间的优化方案,方案为模具上表面保温1 h,模具下表面30 益恒温水浴。     

光固化成型工艺中零件表面质量的分析及研究

为提高光固化成型零件的表面质量,采用单因素法成型制造出不同分层厚度和成型方向下的空心椭圆柱体,通过Surtronic25分别测量空心椭圆柱体不同截面的表面粗糙度,根据试验结果及理论分析得到分层厚度和成型方向对零件表面质量的作用机理。结果表明:分层厚度为0.05~0.10 mm,随着分层厚度的增加,零件整体表面质量不断提高;当分层厚度大于0.1 mm,随着分层厚度的增加,零件表面粗糙度不断增大;在设置零件成型方向时,应使零件整体轮廓斜率最大;成型零件表面有较大斜率时,适当增加分层厚度能提高零件整体的表面质量。     

基于药料膨胀和流动均匀性的单孔药模具设计

为分析模具结构参数对发射药成型尺寸及出口速度均匀性的影响规律,基于正交优化方法,采用POLYFLOW软件对单孔硝基胍发射药的挤出成型过程进行了模拟仿真。分析了入口线速度恒定条件下模具结构参数对发射药成型尺寸及出口速度均匀性影响程度的主次关系,在此基础上优化了单孔发射药挤出模具结构。研究结果显示:对药料成型膨胀影响最大的因素为模具收缩角,其次为成型段长度,再次为压缩段长度; 对出口速度分布均匀性影响最大的因素为模具收缩角,其次为压缩段长度,再次为成型段长度。基于最小膨胀率和最小出口速度极差对模具结构参数进行了优化,结果表明,优化后的药料出口速度均匀性得到提高。     

模具内流道结构对硝基胍发射药成型过程的影响

为研究发射药模具内流道结构对硝基胍发射药成型过程的影响,建立了11/7硝基胍发射药模具内流道模型,对以收缩角为30°,45°,60°,成型段长度为25,30,45 mm不同组合的9种方案进行了数值仿真,分析挤压过程中收缩角和成型段长度对剪切速率、压力、速度分布的影响。结果表明,收缩角对不同收缩段和成型段交界面以及近出口等截面的影响相似,都表现出靠近中心模针以及壁面附近处发射药药料剪切速率高于周围部分,截面压力分布均匀,药料流动速度分布呈现中间大两边小的特点;成型段长度对药料流动过程中剪切速率分布影响较大,成型段长度越小,剪切速率越容易发生突变,可能导致非稳态流动;同时确定较优的内流道参数方案为收缩角45°,成型段长度30 mm。     

爆炸成型弹丸对陶瓷材料的侵彻实验研究

用爆炸成型弹丸对氧化铝、碳化硅及碳化硼装甲陶瓷材料进行侵彻深度实验,得到3种装甲陶瓷材料在3 km/s速度侵彻下的质量防护因数和差分防护因数。设计了防护结构,对比3种材料的抗EFP侵彻性能,对实验现象和结果进行分析。结果表明,碳化硼的抗侵彻性能最强,在陶瓷面板顶部增加防溅层可提高结构的防护性能。     

一种杆式周向多爆炸成型弹丸战斗部数值模拟研究

为进一步提高侵彻威力,设计了一种杆式周向多爆炸成型弹丸战斗部方案.利用数值模拟方法,对外衬结构参数不同的战斗部进行模拟仿真,分析外衬对药型罩初速分布及弹丸成型的影响.模拟结果表明,优化外衬的结构参数,可以控制药型罩速度梯度,进而控制弹丸成型形状,最终所设计战斗部可成型长径比为4:1的密实杆式弹丸,弹丸可穿透30 mm厚45钢.研究结果表明,在线形药型罩外侧布置贴片,可以控制弹丸成型后的形状.     

截顶装药结构的成型特性研究

截顶结构超聚能装药较常规聚能装药具有更加优异的综合毁伤能力,即侵彻深度和侵彻口径可以大幅度提升.为了提高大锥角聚能装药结构的侵彻深度和侵彻口径,对大锥角聚能装药进行了截顶结构设计,通过调整附加装置结构及材料,并对药型罩的结构进行调整,初步设计了6组方案,利用AUTODYN-2D软件对不同聚能装药结构的成型特性进行数值仿...     

计算机辅助装配工艺设计集成化系统研究

计算机辅助装配工艺设计（CAAPP），是用计算机自动生成装配工艺文件的方法，产品装配模型是支持产品从概念设计，零件设计，到装配设计的产品模型，描述了给定产品的装配过程，其关联由装配体的静止基准件，相对运动件，贴合关系矩阵和轴孔配合关系矩阵表征，并采用Solid Edge实现了产品装配模型设计功能，为此，提出了包括装配信息获取，动态数据库和装配工艺知识库访问，装配仿真和自动决策的装配工艺设计与输出的CAPP系统，建立了基于集成设计（DFA）评价的，面向装配设计和优化装配工艺的装配结构分析，约束分析，公差分析，序列规划装配CAD／CAPP集成系统框架。     

基于质量反馈的武器装备协同研制过程仿真及灵敏度分析

对于一项工程的3个性能指标：工期、成本和质量,质量是非常重要的一项指标。在设计结构矩阵模型基础上,采用基于质量反馈的方式来描述任务间的返工,使子任务的完工质量达到预期的质量指标,然后运用蒙特卡洛模拟法仿真得出项目的工期和成本。通过这种方式将工期、成本和质量联系在一起,并通过灵敏度分析获得各任务的质量对项目进度风险和费用风险的影响程度。研究结果表明：在某军用飞机预研设计过程中,“机体结构设计”任务的灵敏度最高,项目管理者可以通过协调资源的分配来有重点地控制项目的风险。     

大展弦比复合材料机翼结构优化设计剪裁

结构优化设计剪裁是减轻结构质量、提高设计品质和产品竞争力的重要手段。以某无人机复合材料机翼为例,采用复合材料结构优化设计系统COMPASS进行满应力设计,给出满足结构静强度约束条件(应力、应变)的结构件总体尺寸分布;在初步设计尺寸基础上,进行以结构质量最小为目标,以复合材料铺层厚度、铺层角度为设计变量的数学规划法优化设计,最终确定满足翼尖变形、自振频率、颤振速度、操纵效率等约束条件的结构件尺寸分布。结果表明,通过复合材料结构优化设计剪裁实现了对大展弦比复合材料机翼结构的静力、动力和气动弹性综合优化设计,有效缩短研制周期,提高了结构效率。     

基于近似模型的复合材料导管支臂结构性能分析

为分析气垫船复合材料导管支臂结构性能并进行高效率结构设计,采用一种带有权重系数变量的组合神经网络近似模型替代结构有限元计算。根据各铺层设计参数对结构性能影响的灵敏度进行分析并分组,建立多个神经网络模型,结合权重系数与各模型输出得到响应预测值。基于复合材料可设计性,应用优化拉丁超立方试验设计方法从细观和宏观层面分析研究导管支臂性能中材料参数的作用。结果表明：所提复合材料导管支臂结构组合近似模型方法具有较高精度,纤维弹性模量和基体剪切模量对导管支臂结构材料力学性能具有主导作用;在组分材料属性一定情况下,纤维体积分数的增加能够提高结构刚度与稳定性,在不同受力状态下纤维体积分数与各铺层角对结构失效影响有差异,设计时需进行特殊考虑;所提方法可为复合材料导管支臂结构性能分析及支臂结构材料一体化设计提供理论依据。     

ZrO_2-MoSi_2复合材料及性能研究

采用热压法制备ＺｒＯ２－ＭｏＳｉ２复合材料。结果表明：复合材料的密度、抗弯强度、断裂韧性受第二相粒子ＺｒＯ２含量的影响；在合理的工艺条件下，复合材料的抗弯强度和断裂韧性较基体ＭｏＳｉ２约可提高１～２倍，分别达到５５０ＭＰａ，９．１ＭＰａ·ｍ１／２。研究认为，材料性能提高的主要原因在于ＺｒＯ２相变增韧及复合材料中存在的残余应力。     

高速飞行器复合材料隔热层参数化设计

以航天飞行器的复合材料隔热层为研究对象,提出了基于遗传算法和有限元(FEA)参数化分析的优化设计方案.其中,以遗传算法为优化方式,基体材料层、隔热材料层、耐烧蚀陶瓷层的厚度为设计参数,隔热层的组合厚度及各层热应力为优化目标;优化过程中调用ANSYS软件对种群中个体进行有限元参数化分析,并将分析结果返回遗传算法程序中构造...     

纤维复合材料缠绕导向装置结构设计与受力分析

为满足复合材料纤维缠绕的要求,对纤维缠绕机的纤维导向装置进行结构设计及受力分析。通过对纵横 向运动机构、旋转装置机构和分线机构的设计,利用solidworks 进行3 维建模,将设计出的纤维导向装置各零件进 行装配,调节各零部件尺寸,实现缠绕功能,利用simulation 对装置中受力较大零件的3 维模型进行受力分析,并 通过缠绕设备进行气瓶缠绕验证。实验结果表明,各部件均能满足设备使用要求。     

泡沫铝复合结构的应力波防护性能研究

为研究泡沫铝复合结构对应力波的防护能力,利用传统和改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同相对密度及不同厚度组合的泡沫铝-铝板复合结构进行冲击试验。研究结果表明：泡沫铝作为夹层,可使入射波分多次传到背板,延迟应力波到达时间,降低了应力波强度。随着泡沫铝夹层厚度的增加,应力波衰减效果明显。泡沫铝-铝板复合结构作为面板,应力波的加载方式发生变化,上升沿得到改善,脉冲宽度增大,最大应力幅值降低,同时吸收大量冲击能,是一种良好的应力波防护材料。增大复合结构中泡沫铝厚度,应力波的上升沿时间延长、斜率减小,应力幅值降低,但脉冲宽度变化不大;铝板厚度对应力波传播影响较小。随着泡沫铝相对密度的增加,经泡沫铝-铝板复合结构作用后,应力波的上升斜率减小,最大应力幅值降低,但脉冲宽度和上升沿时间不变。     

7050/Gr复合材料的制备及性能研究

采用热压和粉末包套挤压方法制备7050和7050/Gr材料,测试力学性能和内耗性能,利用金相显微镜和透射电镜观察材料组织。结果表明:通过热压制备的7050/Gr复合材料力学性能很低;粉末包套挤压制备的7050/Gr复合材料随Gr含量提高,7050/Gr的强度、弹性模量下降,伸长率也降低;热处理后复合材料的强度大幅度提高,T6态时强度最高,7050/4Gr、7050/5Gr的抗拉强度和伸长率分别为535 MPa、9.5%和526 MPa、3.5%;内耗测试结果表明,7050/5Gr复合材料的内耗比7050合金的内耗高,它们的内耗值均随测试频率降低和测试温度升高而增加,7050/5Gr复合材料的内耗属动滞后型的复相型阻尼合金的内耗机制。     

结构突变飞行器惯性张量矩阵的一种对称表示方法

用四元数和四元数乘积的矩阵表示形式结构相似的矩阵,针对结构突变飞行器固连坐标系有平动和转动的情况,推导了惯性张量矩阵的变换关系。其优点是排除了复杂的三角函数计算,结构对称,易于在计算机上实现。