磁性磨具在身管光整中的应用研究

现有身管生产中的光整加工工序质量很大程度上依赖于工人的技术水平,因此,利用磁流变液作为载体设计一种软性的磨具,对拉削膛线后的身管进行光整加工是一种较好的选择。在分析了这种软性磨具的工作原理及身管这种导磁材料利用磁流变液加工的可行性后,对进行光整加工所需要的磁场强度能否实现进行了理论分析与计算。     

线膛炮身管内表面光整加工的方案研究

火炮身管珩磨中存在着阴线表面及阳线棱边加工不到的问题,在对火炮射击精度要求越来越高的今天,采用新方法对火炮身管进行精密加工变得越来越迫切。通过分析身管内表面对射击过程的影响后,提出了3种精密加工的方法,分别是强制螺旋流法、高压水射环流法、磁流变液法。设计了相应的实施机构,并分析了加工的原理、材料去除的机理。这些具体的实施身管内表面光整加工的方案可为火炮制造提供参考。     

磁性磨料制备技术研究新进展

磁粒研磨光整加工是一种很优异的光整加工方法,磁性磨料制备是该技术发展和广泛应用的关键。从磁性磨料制备技术及工艺方面综述了近几年来的最新研究进展,并对所述的制备方法进行评价。针对磁性磨料制备技术的特点,指出雾化快凝制备球形复合磁性磨料是一种有希望大规模工业化生产的有效方法。     

超高压磨料水射流切割系统试验研究

本文描述了磨料水射流与切割材料之间的相互作用过程 ,给出了超高压 ( 2 70 MPa)磨料水射流切割系统原理图及主要结构特点。试验和分析了增压器的增压比、稳压器的容积对系统压力波动特性的影响及系统压力波动、系统压力、切割参量和磨料与切割速度之间的关系。研究结果对超高压磨料水射流切割技术的开发与应用具有实用意义。     

高粘弹性流体磨料光整加工的材料去除率模型

基于磨料流加工介质的高粘弹性,在分析磨粒所受法向力和参与切削的磨粒数的基础上,建立了高粘弹性流体磨料光整加工的材料去除率模型。定义了材料去除率模型的切削深度系数,提出了一种用圆管工件测定切削深度系数的方法;并用圆管试件测定了Ⅰ号流体磨料加工45_#钢、T8钢和Q235-A材料时的切削深度系数。结果表明：材料去除率与流体磨料对工件的壁面压力、壁滑速度和切削深度系数成正比关系;决定切削深度系数的因素主要有磨粒的粒度、磨粒与载体的混合比和流体磨料的弹性及工件的硬度和表面粗糙度;在流体磨料粘性较高、加工流量较大条件下,可用流体磨料的过流长度和压力来测定切削深度系数。     

身管线膛精锻加工过程的数值分析

身管线膛精锻加工工艺是身管线膛制造的一种新方法,它可以提高生产效率,同时经线膛精锻加工的身管寿命比常规加工的身管寿命高,精度好。因此,身管精锻工艺已广泛应用到欧美的大部分速射武器身管的制造中。我国虽然已将线膛精锻工艺应用到部分口径的身管生产中,但其工艺基础理论分析却非常缺乏。以某身管线膛精锻加工过程为研究对象,用基于拉格朗日方程的大变形刚塑性有限元商用软件DEFORM-2D对身管精锻加工过程中的应力及径向锻压力进行建模和数值分析,用实验验证了模型和方法的正确性,改变精锻加工过程中的加工参数和模具结构参数,找出加工参数和模具结构参数对加工过程的定量影响规律,从而对实际加工过程中工艺参数的优化选取提供参考。     

镀镍缠绕式复合材料身管径向散热过程的数值模拟

提出一种提高复合材料身管散热性能的方法,拟在缠绕身管的复合材料表面镀镍后再进行缠绕,以提高复合材料身管散热性能。应用ANSYS有限元分析软件模拟了镀镍缠绕式复合材料身管和普通复合材料身管的径向传热过程。分析发现镀镍缠绕式复合材料身管内部热量主要经镀镍层传至身管表面进行散热,在相同射击和冷却条件下镀镍缠绕式复合材料身管内层温度更低。相比普通复合材料身管,镀镍层开辟了新的热量传递途径,提高了复合材料身管的散热性能。     

身管内表面横纹萌生的力学成因及安全裂纹尺度估计

通过对某火炮机械自紧残余应力进行分析以及对射击时身管宏观受力进行计算,结合大型摸底及身管解剖试验,综合分析表明:该火炮身管内表面出现早期横纹本质与其他火炮没有区别,只是该身管内表面浅层轴向残余拉应力的存在有可能促进了横纹的过早出现.在身管内表面存在初始裂纹前提下,通过进一步对身管疲劳寿命的理论估计,即便不考虑残余应力对身管疲劳寿命的贡献,在设计给定参数条件下,理论估计的身管疲劳寿命仍高于火炮设计的弹道寿命,估计裂纹安全深度不大于6.78 mm.     

盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力方法研究

为了找到一种准确简便的测定径向锻造身管表面残余应力的方法,将盲孔法测定平板表面残余应力的理论应用到径向锻造身管表面残余应力的测量中。应用有限元软件计算盲孔释放系数的方法,对比在相同材料、受力情况与钻孔条件下的身管表面盲孔的释放系数与平板表面盲孔的释放系数,得到了盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力的适用性范围;结合有限元法计算释放系数的优越性,提出了一种通过直接修正释放系数来修正由钻孔偏心所引起的误差方法。并应用盲孔法测定了某锻后身管表面的残余应力。     

火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题，激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上，对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究，检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度，对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响，并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后，身管的内表面硬度有明显提高，硬化层较深，且为很细的条状马氏体组织。     

电解加工制退杆沟槽的大长径比电极设计

为解决某火炮制退杆沟槽加工工艺性差、加工精度低的难题,对原有加工工艺和用于加工沟槽的紫铜电极进行分析,提出了一种新的电极结构,并采用ABAQUS有限元法和Matlab微分法对新结构进行静力分析。仿真结果表明：该方法可将制退流液孔面积加工误差由3.405 mm2减小至0.5 mm2以内,适用于制退杆沟槽的精细加工。     

固体与液体两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制因素研究

为探索固体与液体（简称固液）两相磨粒流抛光异形曲面的有效性，采用标准k-ε模型和压力耦合SIMPLEC算法，通过对不同入口压力条件下固液两相磨粒流抛光多边形螺旋曲面膛线管进行数值模拟研究，获得多边形螺旋曲面流道近壁面处的动压、湍流动能、湍流强度随入口压力变化特性，分析入口压力对固液两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制规律。为验证数值分析的准确性，进行了必要的固液两相流抛光实验，以异形曲面零件-膛线管为研究对象，对磨粒流抛光前后膛线管内表面的表面形貌和表面粗糙度进行了检测分析。研究结果表明：固液两相磨粒流抛光异形曲面可有效提高异形曲面的表面质量，经磨粒流抛光后的膛线管内表面纹理变得更加平滑，可获得理想的表面形貌，表面粗糙度由抛光前的1.450 μm降低至抛光后的0.296 μm；随着入口压力的增加，磨粒流抛光后的异形曲面零件表面纹理更加致密，表面质量得到明显改善。     

磨料水射流喷嘴内流场数值模拟

在前混合磨料水射流（AWJ）中添加聚丙烯酰胺溶液后,可进一步提高多相流动力学特性,从而提高AWJ排除爆炸物作业效率、减少喷嘴磨损,对于利用该技术进行爆炸物切割、钻孔等作业具有重要意义。基于Cross方程对磨料浆体射流（ASJ）喷嘴内多相流进行数值模拟,经实验数据对比可知该方法可以相对准确描述ASJ的动力学特性。利用数值模拟结果对多相流的动力学特性进行分析,通过与AWJ对比得出ASJ可减少喷嘴内阻力,提高射流速度和射流集束性,降低核心区内多相流湍流强度,使磨料颗粒分布更加均匀的作用。     

炮钢铣削力正交试验与数值仿真

炮钢是一种重要的兵器材料,为提高炮钢的加工精度及表面质量,对切削条件与铣削力的影响规律进行研究。采用正交试验法探讨了各种因素对铣削力的影响规律,建立了铣削力仿真模型,得出了炮钢切削深度、切削速度及每齿进给量等3个切削参数的铣削力经验公式,在加工中心上利用9257B型三向测力仪测量切削力信号,并用数值计算的方法给出相同的铣削力分布数值。结果表明：该铣削力仿真模型准确,试验数据可信。该研究方法可为金属切削理论、材料的切削加工工艺性能和优化切削工艺性能等研究提供一定的参考。     

基于流固耦合的某摆膛炮膛管间隙研究

针对摆膛炮在一定射弹量后卡膛无法正常供弹的问题,为确定某摆膛炮摆膛和身管之间的合理间隙,通过温度场理论计算得到结构模型初始参数; 利用流固耦合和动网格仿真模拟弹丸发射及装弹过程中该发射装置身管、摆膛传热过程; 采用有限元热-应力模块研究该炮在五连发的高温高压下摆膛和身管间隙位置的形变位移。利用该方法,在该火炮连续发射5发的条件下,获得了摆膛和身管关键位置的温度变化情况; 采用热-应力有限元计算得到了膛管形变位移,确定了两者间隙的合理范围。     

介观尺度下磨粒流抛光温度对发动机喷油嘴质量影响研究

磨粒流抛光作为一项精密加工技术,其抛光温度对工件质量的影响在宏观尺度和微观尺度上已有较多的研究,而在介观尺度内的模拟仍很少涉及。通过构建以原子团簇为主的磨粒,在介观尺度下以耗散粒子动力学的方法研究不同温度下磨粒对发动机喷油嘴内表面的碰撞磨损行为。研究结果表明：温度越高,磨粒流抛光质量越好,在抛光温度为300~310 K区域内可获得最佳的磨粒流抛光质量,但抛光温度高于310 K后,磨粒流抛光质量有所下降;磨粒流抛光试验与数值分析的结果一致,磨粒流抛光技术可有效实现对细小孔结构的抛光,并可有效提高抛光精度和表面质量。     

火炮身管内表面激光强化处理技术研究

研究了激光用于火炮身管的内表面硬化处理问题,对实施工艺作了有意义的探讨,而且提供了对身管材料激光处理的实验数据,为激光热处理用于火炮提高身管的使用寿命进行了有益的工作。     

舰炮随动系统的模糊滑模控制

为提升末端反导舰炮的射击精度,提出一种舰炮随动系统的模糊滑模控制方法。采用LuGre 模型对末端 反导舰炮随动系统中的非线性摩擦进行建模,应用滑模控制算法对摩擦力矩进行补偿,通过模糊规则对滑模控制增 益进行调节以降低抖振。仿真结果表明：该模糊滑模控制器减小了控制输入的抖振,提高了随动系统跟踪稳定性和 跟踪精度。