炸药量对双层圆管爆炸焊接影响的数值模拟

为研究炸药量对爆炸焊接过程的影响,并优化双层圆管结构爆炸焊接工艺.采用ANSYS/LS-DYNA软件建立钢-铜双层圆管爆炸焊接三维有限元模型,在对模型进行可靠性验证的基础上,研究炸药量对结合界面、覆管所受压力及其运动速度和动能的影响规律.结果表明:炸药量对基覆管产生的变形量及覆管速度影响极大,变形量和覆管速度过小均不能实现良好结合。覆管所受压力及其速度和动能在爆炸瞬间急速增大,与基管碰撞后急速减小并趋近于0,据此可判断爆炸复合管的质量.     

爆炸焊接界面成波机理初探

文章通过研究炸药爆轰特性和爆轰荷载,对爆炸焊接界面波的形成得到了一些新的结果,并由此提出了"波状荷载压嵌的新机理".爆炸焊接用炸药爆轰波反应区的宽度一般在0.1mm～1.0mm之间,与界面波波长的数量级一致.炸药反应区的宽度和界面波的长度都随炸药厚度、爆速的增加而增大.爆轰反应区实际总的压力也呈波状分布.界面波的波幅取决于荷载的大小和基复板材料的比强度,而界面波的波长等于炸药爆轰反应区的宽度.     

TNT炸药爆炸场中三波点的数值模拟

准确预测三波点的位置和揭示三波点的规律,对工程防护和实现弹药的高效损伤有着重要作用。基于LS-DYNA有限元软件,利用数值模拟方法研究了TNT炸药在混凝土地面上形成爆炸冲击波的三波点运动轨迹,并初步揭示了炸高、药量和炸药形状等因素对三波点高度的影响。研究表明:在爆炸场中,爆炸冲击波以炸药为中心向四周传播,三波点轨迹的高度均呈现逐渐增高的变化趋势。不论改变炸药的药量还是炸高,三波点高度的增速在中场(4.0⁷.0 m)都较缓,而进入远场(>7.0 m)增速骤增。当炸药的炸高和药量相同,炸药形状不同时,圆柱状炸药在中场爆炸形成的三波点高度比长方体炸药略高,且高度增速都较缓;而在远场三波点的高度基本相等,且增速急剧上升,趋于定值。与炸药形状的影响相比,炸高和药量对TNT炸药爆炸冲击波的三波点高度的影响较大。     

TNT炸药爆炸场中三波点的数值模拟

准确预测三波点的位置和揭示三波点的规律,对工程防护和实现弹药的高效损伤有着重要作用。基于LS-DYNA有限元软件,利用数值模拟方法研究了TNT炸药在混凝土地面上形成爆炸冲击波的三波点运动轨迹,并初步揭示了炸高、药量和炸药形状等因素对三波点高度的影响。研究表明:在爆炸场中,爆炸冲击波以炸药为中心向四周传播,三波点轨迹的高度均呈现逐渐增高的变化趋势。不论改变炸药的药量还是炸高,三波点高度的增速在中场(4.0~7.0 m)都较缓,而进入远场(7.0 m)增速骤增。当炸药的炸高和药量相同,炸药形状不同时,圆柱状炸药在中场爆炸形成的三波点高度比长方体炸药略高,且高度增速都较缓;而在远场三波点的高度基本相等,且增速急剧上升,趋于定值。与炸药形状的影响相比,炸高和药量对TNT炸药爆炸冲击波的三波点高度的影响较大。     

爆炸焊接布药工艺与微观结合界面形貌分析

爆炸焊接是复合材料加工的1项高新技术,不同的爆炸焊接布药工艺对复合板的质量有很大影响。通过对传统的均匀布药工艺和新不等厚度布药工艺进行爆炸焊接试验和理论分析,发现传统的均匀布药工艺所得到的焊接大波状结合界面明显、复合板质量不好,而新不等厚度布药新工艺可以使炸药产生的爆轰压力逐渐减少,并和材料本身振动产生的惯性力协调作用,得到基本一致的微小波状结合界面,同时降低震动和噪声。结论表明新工艺对工业生产和爆炸焊接试验有很好的指导作用。     

炸药量对爆炸焊接界面波影响的数值模拟

为了保证金属复合材料的爆炸焊接质量,对爆炸焊接过程中的爆轰荷载大小起着决定性作用的炸药量及布药方式进行了探索。应用AUTODYN非线性显式动力学分析软件,模拟了基、复板爆炸焊接复合过程,得到了不同炸药量下爆炸焊接过程中的压力时程,结合理论公式,分析炸药量、爆轰荷载、碰撞速度和界面波状之间的关系,及炸药量对爆炸焊接界面波的影响。并在复板上、下表面等间距各设置了8个关键点,比较了炸药厚度均匀布药方式和厚度递减布药方式产生的波状形态。结果表明,在可焊性窗口内,炸药量多的会产生较大波状结合界面;厚度递减布药方式能够消除均匀布药方式下界面波的不均匀现象,其中方案2的速度波动效果最好。并且已经结合的界面受到后续压力的振动破坏明显降低。     

爆炸焊接2#岩石铵梯炸药不稳定爆轰段界面结合质量研究

文章通过多次试验测试了2#岩石铵梯炸药的不稳定爆轰距离大约在26cm～28cm,并分析了炸药不稳定爆轰对爆炸焊接界面结合质量的影响规律.不稳定爆轰最初0～6cm,炸药的爆轰压力未达到材料的动态屈服极限,不能实现爆炸焊接,在不稳定爆轰6cm～28cm之间,不仅可以成功实现焊接,而且结合界面的结合质量要比稳定爆轰段界面结合质量高,其界面由微波状结合逐渐变为小波状结合.     

爆炸复合板的界面波及其影响

该文论述了爆炸复合板的复层与基层结合界面的状态，以及对爆炸－轧制不锈钢复合板在深拉伸成型过程中产生的影响，并提出了解决方法。     

爆炸焊接用低爆速粉状乳化炸药研究

为降低岩石粉状乳化炸药的爆速,选择了一种HW矿物粉,通过筛混方式将该分散剂与炸药混合,并测定了该分散剂加入量和布药厚度对炸药爆速的影响。结果表明,岩石粉状乳化炸药中掺入44.5%⁵0%的HW矿物粉时,爆速为1913m/s50%的HW矿物粉时,爆速为1913m/s²378m/s,经钢与不锈钢板爆炸焊接试验表明,爆炸结合率达100%,可满足金属爆炸焊接用炸药的要求。     

爆炸焊接用低爆速粉状乳化炸药研究

为降低岩石粉状乳化炸药的爆速,选择了一种HW矿物粉,通过筛混方式将该分散剂与炸药混合,并测定了该分散剂加入量和布药厚度对炸药爆速的影响。结果表明,岩石粉状乳化炸药中掺入44.5%~50%的HW矿物粉时,爆速为1913m/s~2378m/s,经钢与不锈钢板爆炸焊接试验表明,爆炸结合率达100%,可满足金属爆炸焊接用炸药的要求。     

消除爆炸焊接中心不结合区的实验研究

从理论上分析了消除爆炸焊接中心起爆中心不结合区的可能性 ,并分别采用中心起爆和边缘起爆对SA2 6 6 - 30 4爆炸焊接复合板的结合界面及地基下应力进行了对比测试 .实验结果表明只要合理选择装药参数 ,采用中心起爆可获得最佳的焊接界面 .     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05⁰.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05~0.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

双金属爆炸焊接参数设计理论

针对爆炸焊接参数设计问题,从爆炸焊接基本理论出发,分步介绍了飞板爆轰驱动的理论和双金属爆炸焊接窗口理论。首先归纳总结了一维爆轰驱动飞板的终速公式,并详细说明了其应用范围与原因。对于二维滑移爆轰驱动飞板问题,主要针对Richter理论和特征线法进行了介绍,并推导出新的近似计算公式。接着,对于爆炸焊接参数窗口理论,详细比较了以往传统单一金属爆炸焊接窗口理论与公式,并针对部分已有公式进行了重新推导与修正,重新界定了其适用范围。利用这些爆炸焊接窗口的基本理论,作者对所发展的双金属可焊下限、双金属可焊上限、双金属流动限以及声速限构成的双金属爆炸焊接窗口理论进行了系统地介绍。最后,以飞板爆轰驱动和爆炸焊接窗口构建成了整个爆炸焊接工艺技术参数设计理论,并结合二元合金相图进行爆炸焊接设计,针对调控原材料硬度的必要性、焊接界面波纹及气孔的控制方法等问题进行了讨论。     

爆炸焊接CAE软件开发及工程应用

为了有效控制爆炸焊接金属复合板的质量,应用C++和OpenGL研制开发了爆炸焊接CAE软件系统EWCAE(Explosive Welding Computer Aided Engineering),将理论计算、数值模拟与爆炸焊接实验相结合,确定爆炸焊接窗口范围以及合理的爆炸焊接工艺参数。通过对爆炸焊接数值计算方法和CAE工程分析软件的研制开发以及该软件在爆炸焊接工程实际应用的介绍,了解该软件系统可以实现金属爆炸焊接窗口计算与曲线绘制、复板飞行姿态计算和爆炸焊接三维动态数值模拟。基于CAE工程分析软件来辅助爆炸焊接生产工艺的制定,不仅使爆炸焊接金属复合板的质量得到有效控制,还对于个性化、差异化和精细化爆炸焊接技术开发具有重要意义,从而实现技术研发与生产加工的数字化、标准化和规范化。因此,计算机仿真和数值计算也是爆炸焊接重要的研究手段。     

爆炸焊接中覆板碰撞速度的确定

为了给爆炸焊接中覆板碰撞速度提供更多的理论计算方法,按照一定的物理模型自行推导了另外两种覆板碰撞速度的计算公式,讨论了覆板碰撞速度的影响因素,并对若干实际爆炸焊接场景的碰撞速度进行了计算与比较,这些实际场景的焊接质量良好。结果表明,计算结果处于焊接窗口参数之中,而且这些设计和计算对爆炸焊接实践具有一定指导作用。     

震源药柱用低爆速炸药的研制

文章根据地震勘探震源药柱对低爆速炸药的要求 ,确定炸药的组分、配方及其混药工艺 ,产品经 2 3m井下传爆试验表明 ,该炸药爆速满足 16 0 0 m· s-1～ 2 30 0 m· s-1的要求 ,起爆和传爆性能可靠