铝/燕尾槽钢爆炸焊接的研究

为研究熔点、强度等性能相差较大金属板的爆炸焊接,实验采用尺寸为5 mm×300 mm×300 mm的1060铝板与28 mm×300 mm×300 mm Q345燕尾槽钢板分别作为爆炸焊接的覆板和基板。爆炸焊接炸药采用铝蜂窝乳化炸药,然后通过爆炸焊接公式得到焊接参数,使铝与燕尾槽钢爆炸焊接时铝板内表面产生金属射流,而钢板内表面只发生塑性变形。结果表明,铝板与燕尾槽钢板依靠冶金结合以及燕尾槽的挤压啮合共同作用复合在一起,比传统铝-钢爆炸焊接节约炸药31%以上,降低了铝-钢复合板爆炸焊接窗口下限。爆炸复合板界面结合紧密,其面积比传统铝-钢爆炸复合板大141%,剪切强度大于79 MPa,满足铝-钢复合板结合强度的要求。     

1060-T2-Q235爆炸焊接试验及数值模拟

为改善铝-钢爆炸焊接复合板的结合质量,以T2纯铜作为中间层、Q235钢作为基板、1060铝作为复板进行了爆炸焊接试验,通过金相显微镜观察复合板界面形貌并通过拉伸试验测试其力学性能;采用ANSYS/AUTODYN软件对爆炸焊接过程进行数值模拟。试验结果表明：1060-T2与T2-Q235界面均呈波状结合;T2铜中间层的引入减少了复合板结合界面的孔洞、裂纹等微观缺陷;1060-T2-Q235爆炸焊接系统的复板动能利用率较1060-Q235系统提高了3.01%;1060-T2-Q235复合板抗拉强度为319.2MPa,满足抗拉强度要求。数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

爆炸复合接头防锈铝/防锈铝层界面结合品质的超声检测

对爆炸复合接头防锈铝/防锈铝层界面有明显界面回波的区域进行了金相试验、剪切试验和渗透检测,并对数据进行了分析比较,得到在超声检测防锈铝/防锈铝层界面之间出现界面回波,防锈铝/防锈铝层界面之间有尺寸大于0.2 mm的熔化块.对防锈铝界面进行渗透检测,熔化块区域出现线性和点状显示.采用超声检测法评估铝钢复合接头界面结合品质,可以无损快速判断界面金相和剪切情况,判定最优工艺.     

大面积铜/钢爆炸焊接复合板结合性能分析

通过力学性能、界面形态及能谱分析实验研究了大面积铜/钢（T2/Q235B）复合板。金相分析结果显示,铜/钢界面呈现典型的正弦波形状特征。SEM和EDX能谱分析结果表明,在爆炸焊接过程中,铜/钢界面在高温高压作用下,发生原子扩散。力学性能检验结果表明,铜/钢复合板剪切强度达到170 MPa以上,满足GB13238—1991《铜钢复合钢板》的要求。研究结果表明,大面积铜/钢复合板可满足后继的使用要求。     

钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限研究

分析以往钛/钢复合板爆炸焊接装药量计算过程中存在的问题,结合可焊性窗口下限理论及爆速试验结果,提出钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限的计算方法,从数值上阐明装药厚度下限值与复板厚度、复板密度、炸药参数、基复板最小碰撞速度之间的函数关系。参照此装药厚度下限值进行钛/钢复合板爆炸焊接验证试验,结果表明,钛金属复板的延展变形得到很好的控制,结合界面没有产生Ti-Fe脆性金属间化合物,结合界面抗剪切强度达到380MPa。     

Ta-10W合金与30CrNi2MoA钢爆炸复合的研究

本文通过理论计算和实验,确定了Ta—10W合金与 30CrNi2MoA钢爆炸复合的焊接参数和“爆炸焊接可焊性窗口”。利用电子探针、金相分析、硬度试验,拉剪试验、超声检测等分析手段,对复合层界面状态、结合强度、塑性变形层深度、界面成份等进行了实验研究。实验优选了获得高强度冶金结合界面条件下的合理工艺参数。本文并通过腐蚀剥离方法研究了Ta—10W与30CrNi2MoA钢的波状界面的立体形貌,实验证明了波状界面结构中的干涉现象     

加热温度对铝-钢复合材料组织和性能的影响

研究了铝-钢复合材料经不同温度加热后组织和性能的变化。结果表明,在350℃以下温度加热复合界面基本上无变化,而在400℃以上温度加热复合界面上有FeAl金属间化合物生成,且化合物层的厚度逐渐增大;界面结合强度随加热温度升高呈下降趋势;350℃以上温度加热后,侧弯曲角度均达不到90°即发生界面开裂;高温拉脱强度在350℃时已降至爆炸态的10％以下。因此铝-钢复合材料的加热温度不要超过350℃,以防止界面化合物的生成,保证铝-钢复合材料的良好性能。     

TA1-Q345爆炸焊接复合板组织与性能研究

采用爆炸焊接法获得TA1-Q345复合板,兼具TA1钛合金钢的高耐蚀性和Q345钢的高强度.对复合板界面显微组织观察发现结合界面以往复循环波纹结合,界面两侧金属不同程度塑性变形,界面波纹状端部存在熔化区.对界面EDS面扫描显示界面两侧金属元素相互扩散.结果表明:界面处显微硬度最高,沿两边母材方向硬度逐渐减小,直到和母材硬度相同.复合板纵向剪切强度为334 MPa,横向剪切强度为298 MPa,均高于理论下限(196 MPa).     

钛-钢爆炸专用炸药及复合板结合性能的研究

以乳化炸药为基,玻璃微球作为稀释剂,通过铝蜂窝板制备低爆速蜂窝结构炸药。对间隙配合的槽型界面钛板与钢板进行爆炸-轧制复合,并分析研究钛-钢复合板界面结合性能。实验结果表明:乳化炸药爆速随着玻璃微球含量的增加而线性降低;铝蜂窝板可以降低乳化炸药临界直径,爆速为2 549m/s的铝蜂窝炸药临界厚度为9mm。爆炸压接后复合板未实现冶金结合,界面出现缝隙,轧制后钛-钢复合板界面实现冶金结合。     

爆炸焊接银/钢复合板性能与微观组织检测

通过对爆炸焊接银/钢复合板的力学性能和微观组织进行检验,综合评估银/钢复合板的品质.试验结果表明,银/钢复合板的各项性能指标满足用户使用要求.     

爆炸复合＋轧制法制备钛钢复合板工艺研究

以Gr1/Q235B爆炸复合板为研究对象,采用不同轧制工艺制备出钛钢复合板,然后分别对不同工艺条件下复合板进行拉剪试验;结果表明：其他条件不变,当开轧温度为900-850℃时,复合板拉剪强度为平均值为141 MPa,满足标准要求,但是试样拉剪结果波动较大,个别试样加工过程中已分离;当开轧温度为850-800℃时,复合板拉剪强度为217 MPa,拉剪结果波动较小;当开轧温度为低于800-750℃时,复合板过轧机受阻,未完成轧制过程;上述分析结果表明：钛钢复合板坯的开轧温度为850-800℃时,复合板结合性能最好。     

吸波涂料用环氧粘接剂改性研究

针对厚涂层吸波涂料用环氧粘接剂存在的拉伸强度低、柔韧性差、耐温性低等不足,在满足吸波涂料隐身性能及喷涂性能的前提下,研究了某液体橡胶的添加量对吸波涂层拉伸强度及柔韧性等性能的影响,并应用环境扫描电镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了液体橡胶添加量对该吸波涂层冲击断面的形貌以及玻璃化转变温度( T-g)的影响。测试结果表明吸波涂层的T-g随着液体橡胶的增加而降低,且优选的吸波涂料用环氧粘接剂配方可使该吸波涂层在80℃条件下正常固化,在钢材及铝材表面的拉伸强度分别达到8 MPa及6 MPa以上,涂层在1 mm薄板基材上弯曲90°不断裂。该研究成果不但可扩大吸波涂料在不同基材上拉伸强度及柔韧性等高性能要求下的座用范围,而且可提高其施工工效。     

钛-钢爆炸压接-轧制复合板的研究

为减小焊接炸药装药量,采用间隙配合的Q345燕尾槽钢板与TA2燕尾槽钛板,分别作为覆板和基板。燕尾槽的上底面、下底面和高分别为2,3,1 mm。所有燕尾槽的间隔为3 mm。间隙配合的钛板和钢板通过爆炸压接以及热轧得到尺寸为7.0 mm×300 mm×750 mm的钛-钢复合板。用力学性能检测以及微观形貌观察分析复合板界面结合质量。结果表明,间隙配合的燕尾槽钛板与钢板经爆炸压接-热轧工艺实现冶金结合,复合板界面结合良好,界面呈直线形,无金属间化合物生成,复合板弯曲性能良好。爆炸压接-热轧法制备钛-钢复合板相比爆炸焊接法可节约62.7%炸药。     

基于板厚补偿的921A钢与Q345钢靶板在截卵形弹体侵彻下的等效方法

对于弹体侵彻舰船靶标试验,由于船用特种钢材较为昂贵,试验成本过高,开展普通船用钢材替代船用特种钢材的等效性研究。为确定不同材料靶板之间的等效关系,基于剩余速度相等原则,采用量纲分析及补偿模型的方法,提出基于补偿模型的材料等效工程化设计公式。该公式中等效板厚与原型板厚之比和等效板屈服强度与原型板屈服强度之比要满足幂指数关系,而幂指数系数要通过实验或仿真方法确定。运用有限元分析软件LS-DYNA对截卵形弹体垂直侵彻921A钢 和Q345钢均质靶板过程进行数值仿真,结果表明计算结果与实验结果吻合较好,验证了数值仿真方法的正确性。通过对数值仿真计算得到的等效板厚拟合,提出两种材料靶板等效板厚与动态屈服强度之间的经验公式,并验证了补偿模型公式的有效性。为舰船靶标侵彻实验的等效靶设计提供了理论依据和数据参考。     

动载荷作用下混凝土靶板损伤破坏的数值分析

本文对I-LJC状态方程作了进一步改进,同时给出了一种混凝土的拉伸损伤计算模型,然后采用改进的LT2-2D程序模拟了混凝土靶板的损伤破坏情况。计算结果一方面验证了混凝土的抗压能力对弹体的侵彻过程起主要作用,而抗拉能力最终影响其损伤破坏情况;另一方面也说明了在分析弹体的侵彻过程和混凝土靶板损伤破坏上,本文给出的计算模型具有一定的适用性。此外,本文还分析了混凝土材料的细观特性对其损伤破坏的影响。     

光纤制导用抗弯光纤的研究

针对光纤制导的技术要求，作者讨论了光纤波导的芯层相对折射率差、芯直径、下凹包层、内涂层等结构参数对光纤抗弯曲性能的影响规律。通过对光纤弯曲特性的深入研究后，作者报道了采用PCVD工艺制造了专利技术的抗弯光纤，并测试了相关参数。测试结果表明，这种光纤的损耗性能要求满足作为一种制导用光纤的技术要求，同时，通过光缆设计方案的讨论，作者预测了这种光纤应用于水下航行体的可行性。     

高强度船用钢板AH36力学性能不合格原因分析

某船级社在对一批AH36船用钢板进行验收时发现,厚度为15 mm钢板的抗拉强度和延伸率不符合该船级社的技术要求,通过对材料化学成分、力学性能和金相组织的检验,认为,材料存在带状组织是导致钢板力学性能不合格的主要原因。     

航空用某复合材料力学特性统计分布的研究

以航空用某复合材料拉伸强度试验结果为例,探讨复合材料力学特性统计分析过程。以Weibull分布为假设分布,用循环检测法和Maximum Normed Residua(lMNR)方法对其进行异常数据剔除,采用图解法对假设分布进行参数估计,用Anderson-Darling检验法对假设分布拟合优度进行检验,最后求解出该材料拉伸强度的B基准值。结果表明,采用循环检测法和MNR方法检查异常数据,复合材料拉伸强度采用所求双参数Weibull分布表征,材料的B基准值为2 024.8MPa,为该复合材料的使用提供拉伸强度的性能数据。     

某涡轮叶轮强度振动寿命分析与评估

针对某型飞行器使用的高负荷涡轮增压器,对其涡轮关键件进行强度振动寿命的计算分析,并从力学角度对结构设计进行评估。研究结果表明,涡轮叶轮应力幅值区出现在进气端盘轴连接处,静强度安全系数为1.9,满足静强度设计要求;涡轮叶轮在工作转速下,具有不低于15%的共振裕度,满足动力学设计要求;涡轮叶片对应无限循环疲劳寿命的许用振动应力为116.4 MPa,可以确保其在各工况下满足可靠性设计要求;在标准飞行剖面下,叶轮寿命为5494次工作循环,满足寿命要求。