大口径榴弹弹体成形工艺改进及工艺装备设计

分析了传统的大口径榴弹弹体热挤压成形工艺在工序流程、产品质量、生产效率、成本控制和装备安全性等方面存在的不足,并提出了改进方案,将弹体生产过程分为压型、缩径-反挤压、首序收口和次序收口4个工序。以某型Ф155 mm口径榴弹弹体为研究对象,基于有限元模拟软件DEFORM-3D,利用改进后的工艺对弹体成形过程进行了数值模拟,获得了金属的流动状态和各工序中温度场、应变速率场、等效应变场的分布特性以及载荷的变化规律。最后提出了压型、缩径-反挤压工序的组合工艺装备以及两道次收口工序的组合工艺装备的设计方案,新的装备设计方案可为弹体成形装备的升级换代提供参考。     

弹体成形工艺数字化设计系统的开发与实践

针对弹体成形工艺的特点,引入基于知识的工程技术,通过将成形工艺知识、数据及经验集成到知识库,研究开发了弹体成形工艺数字化设计系统。简要介绍了系统的技术原理和特点,并结合某型大口径弹体成形工艺,应用了该系统进行设计,达到了提高设计效率、降低开发成本的目的。     

钢管收口代替方钢热冲拔弹体毛坯加工工艺研究

重点介绍了炮弹新产品弹体毛坯由钢管收口代替传统的方钢热冲拔加工工艺,弹体一次收口工艺研究过程。确定的弹体生产工艺,工艺过程简单,产品质量得到大幅度提高,改善了工作环境,降低了劳动强度,在同行业处于领先水平,并为新型薄壁弹种的研发奠定了工艺基础。     

摩擦对收口的影响研究

建立了弹体毛坯收口工艺的刚粘塑性有限元模型,分析了在不同摩擦因子条件下弹体毛坯应力应变分布规律及可能产生的缺陷,为了获得所需的收口毛坯形状尺寸,其模具与坯料之间的剪切摩擦因子应控制在m=0.15以下。     

70km火箭弹战斗部弹体旋压成形研究

根据70km火箭弹大弹体的特点和要求，通过对不同成形方案的比较，提出了采用旋压成形方案解决此类特种大弹体的成形，并取得成功。对弹体旋压研制过程进行了分析，对旋压成形中的几个主要问题进行了论述，用光塑性模拟方法求出弹体旋压应变场分布情况。以对工艺参数进行优化。给出了弹体旋压后的组织性能、动平衡试验结果以及全弹飞行精度，均达到设计要求。最后，对此类特种大弹体采用旋压成形的综合经济效益进行了分析，指出采用旋压工艺投资少，研制周期短，是大弹体生产的一条有效途径。     

长钢管收口模具的优化研究

根据实际长钢管产品的技术要求,采用收口成形工艺进行坯件生产,运用DEFORM-2D软件进行收口成形的模拟分析,对长钢管收口模具的几个参数(过渡圆弧R1、过渡圆弧R2、模具内径Φ等)进行了优化设计。结果表明：模具的过渡圆弧R1—130m,过渡圆弧R2—100m,模具内径Φ=288mm时,能满足生产加工的要求。     

锥形壳体收口成形设备研制

介绍了锥形壳体收口设备结构、成形工艺、工艺流程、工艺力计算.叙述了送料、收口成形、退料(刮口)之间关系的重要性及解决办法.     

热收口成形对模具寿命影响的研究

厚壁筒形件在热收口成形时,由于变形抗力大,工件对模具产生剧烈摩擦,导致在生产过程中模具寿命低.本文通过力学分析,并应用有限元分析软件DEFORM对热收口过程进行数值模拟,最终采用了减小入模角的方法对热收口上模进行了优化设计,从而避免了成形过程中模具表面的应力集中.通过工艺试制,优化设计后的热收口模具明显提高了使用寿命.     

基于知识与CAX智能集成技术的收口工艺设计优化

收口工艺成形复杂,通常要对工艺设计进行CAE分析并根据分析结果对设计进行修改。采用基于知识与CAX(计算机辅助技术)智能集成技术,能较大的提高数值模拟的智能化水平,减少数值模拟软件对用户的要求。通过智能向导,模拟案例模板等技术将模拟参数选择、有限元模型确立等过程智能化,指导和帮助设计人员准确迅速地将收口工艺的设计从CAD开发环境转换到CAE分析环境中,并对有限元分析结果智能分析,利用节点回溯算法将CAE结果反映到CAD模型上,从而指导收口工艺的再设计过程。文章以自主开发的收口工艺设计优化系统为背景,通过实际案例,对基于知识与CAX智能集成的优化技术进行了阐述,实现了CAD/CAE的无缝集成,提高了收口工艺设计的质量和效率。     

弹体热成形工艺及模具设计

介绍了榴弹弹体成形工艺及模具设计过程、设计方法、设计技巧,列举了典型模具的设计实例,提出了模具设计中的常见问题及解决的途径和成功经验。     

Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金的拉伸断裂行为

Zr41．25Ti13.75Ni10Cu12．5Be22．5块体非晶合金在过冷液相区内的拉伸断裂行为与拉伸温度及应变速率有关．在室温条件下拉伸表现为剪切带扩展形成脆性断裂,在断口表面层出现了大量放射状脉状纹络,断口表面层的绝热升温现象导致断裂层温度超过了液相线温度,从而在断面上出现熔融状液滴．在玻璃化转变温度点,断裂模式依然为脆性断裂,韧窝状形貌及脉状纹络代替了放射状的脉状纹络分布于断口表面,同时伴随有熔融状液滴．计算表明,断口表面层绝热升温温度依然高于液相线温度．在更高温度或较低应变速率条件下,断裂方式转变为颈缩断裂模式,在颈缩点顶端依然存在脉状纹络,而未能观察到熔融状液滴．分析表明,在较高温度或较低应变速率条件下,绝热升温对断裂层的影响非常微弱,断口表层的温度没有明显升高．     

汽车板单向拉伸过程中变形热实验研究及有限元分析

文章针对汽车用钢板进行单向拉伸变形热实验研究及有限元分析,通过进行不同速度下的单向拉伸变形热试验,获得了试件表面温升的变化规律,结果表明,试件靠近颈缩部位的温升最高,由颈缩部位向试件两端温升值逐渐降低;随着变形速度的提高,试件表面温升值逐渐增加;采用ABAQUS有限元软件进行了不同速度下的单拉变形热数值模拟,与试验结果对比分析表明,有限元结果与试验结果吻合较好。     

Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯的高温拉伸变形特性

对于Cr15Mn9Cu2Ni1N不锈钢连铸坯,热变形过程中变形局部化的发生会影响其表面质量。从连铸坯的表层及芯部制取小型试样,利用热/力模拟试验机,进行温度950℃～1150℃范围内的拉伸试验。结果发现,随变形温度升高,该钢强度降低而延伸率提高;试样在发生颈缩,即变形局部化之前,要经历均匀变形和扩散颈缩变形,两种变形均使试样变形区获得均匀的宏观变形形貌;而高温拉伸的延伸率主要由扩散颈缩阶段的变形量决定。分析表明,均匀变形阶段主要靠应变强化抑制变形局部化的发生,而扩散颈缩变形阶段应变速率强化起主导作用。随变形温度升高,尤其在温度高于1100℃时,该钢的应变速率强化效应增强,可推迟最终变形局部化的发生,从而获得较大的延伸率。     

铝合金无缝管材旋压收口的成功经验

影响铝合金无缝管材旋压收口质量的因素很多。采用定量分析法，通过试验表明其因素主要有：料温的高低、润滑液的加入以及浓度的大小；进给速度的大小；加工率的大小分配；程序编排的合理性等，这些因素将直接影响收口质量。     

等离子加热对中间包覆盖剂性能的影响

中间包等离子加热可以弥补浇注过程中的钢液温降,改善连铸坯的质量,但加热区温度高对覆盖剂会产生一系列影响。通过X射线衍射(XRD)、光镜及扫描电镜等手段对工业现场中间包使用等离子加热前后的覆盖剂样品进行了对比分析,并采用FactSage热力学软件绘制加热前后覆盖剂的液相线投影图。结果表明,等离子加热前后的中间包覆盖剂形貌发生了明显变化,具体表现为加热前样品疏松多孔,加热后样品结晶率低,呈致密的玻璃状,表面较为均质;通过XRD对等离子加热前后的覆盖剂进行物相鉴别,加热后的覆盖剂由晶态变为非晶态,呈现一定的规律性;在光镜下观察样品可发现等离子加热后的覆盖剂样品较加热前更均匀,扫描电镜下进行观察与物相分析发现,等离子加热前覆盖剂样品主要为单一的均质化组成,加热后的样品有灰黑色不溶于基底的氧化物;加热前后覆盖剂的低熔点区域面积变化不大。     

马氏体耐热钢大型管坯加热工艺模拟

为优化马氏体耐热钢G115大型管坯的加热制度,通过有限元模拟,分析了加热工艺对钢锭温度场分布的影响。结果表明,升温过程中钢锭端部截面边缘处与管坯长度1/2截面中心处温差较大,最大约为93 ℃,钢锭加热温度越高,各部位温差越小;钢锭端部截面边缘处温度最高且升温速率最快,管坯长度1/2截面中心处温度最低且升温速率最慢。通过本文研究,推荐G115钢大型管坯的加热制度为炉温由300 ℃升高到500 ℃保温4 h,再升温到850 ℃保温4 h,升温到1000 ℃保温4 h后升温到1230 ℃保温20 h,可为其它工序的加热过程提供参考。     

退火对(Nd,Pr)_(12.8)Dy_(0.2)Fe_(77.4)Co_(4.0)B_(5.6)快淬薄带晶化行为的影响

采用高真空高纯氩DSC测量了(Nd,Pr)12.8Dy0.2Fe77.4Co4.0B5.6非晶快淬薄带以及不同温度退火薄带的连续加热曲线,计算了晶化激活能、频率因子、晶化体积分数、晶化速率,研究了预退火前后薄带的晶化动力学和晶化过程。结果表明(Nd,Pr)12.8Dy0.2Fe77.4Co4.0B5.6快淬薄带在30 K/min加热速度时DSC曲线起始晶化温度865.8 K、峰值晶化温度877.2 K、晶化结束温度901.7 K,居里温度转折点581.2 K,富稀土相的初始熔化点1003.6 K。在高于峰值晶化温度或晶化结束温度退火10 min的薄带非晶完全晶化,居里温度处形成吸热峰,而低于803.0 K退火处理的薄带以及快淬薄带在相近温度处只有DSC转折点。相对于快淬薄带直接晶化的特征,在低于起始晶化温度的693.0~743.0 K退火处理的薄带晶化峰形相近;803.0 K退火处理后薄带的晶化峰的温度范围增宽:在10~40 K/min相同加热速度下其起始晶化温度均降低1.4%,晶化结束温度在加热速度20~40 K/min时达到、甚至高于快淬薄带直接晶化结束温度;在低于快淬薄带直接晶化的峰值晶化温度之前存在一个具有相同晶化速率的临界温度,在低于该临界温度时,退火薄带比快淬薄带具有较高的晶化速率、更不稳定;而在高于该临界温度,退火薄带比快淬薄带具有较低的晶化速率。     

Ductile necking behavior of nanoscale metallic glasses under uniaxial tension at room temperature

Glasses are normally brittle materials with no tensile ductility at room temperature. Using in situ, quantitative nanomechanical tests inside a transmission electron microscope, we demonstrate that certain nanoscale metallic glass samples are exceptions to this general rule. Such metallic glasses can be intrinsically ductile, capable of elongation and necking under uniaxial tension, in lieu of catastrophic fracture caused by severe shear banding. Beam-off tests confirm that the ductile behaviors are not artifacts due to electron-beam effects during the in situ tests. Additional experiments indicate that ductile necking gives way to fast shear banding failure at increased samples sizes and elevated strain rates. The observed spread-out shear transformations delaying strain localization and severe shear banding are explained in terms of the propensity for participation in deformation, while the tendency towards necking is attributed to the lack of strain hardening mechanism and inadequate strain rate hardening.     

Study of the tensile behaviour of tungsten wires from ambient temperature to 320 °C in relation to their microstructure

The tensile test results have been interpreted in terms of the microstructure typical of drawn tungsten wires; the influence of test temperature between 25 °C and 320 °C is significant and is linked to the dependence of the mechanical behaviour of tungsten versus temperature and to the development with increasing temperature of a necking zone in which damage and rupture take place in two stages, a localized damage controlled first by the hoop stress associated to the notch effect linked to necking and rupture under the axial stress and the notch effect just mentioned.     

缩径区形状对粘性介质外压缩径成形的影响

文章针对筒坯直径、缩径区长度及缩径区长径比(缩径区长度与筒坯直径的比值)等参数对粘性介质外压缩径成形的影响,采用理论分析、有限元分析和试验方法进行研究,得到了不同缩径区形状条件下的筒坯表面积变化及对缩径变形方式的影响规律。研究结果表明,在缩径区长径比在0～0.71范围内,筒坯表面积存在由减小向增加转变的"临界缩径量",使缩径变形方式由压缩类变形转变为伸长类变形,有助于极限缩径量的提高。