聚能装药圆形切割器的数值模拟和分析设计

由于传统的轴对称和平面对称聚能装药切割器应用的局限性,本文根据Birkhoff经典的射流理论以及数值模拟结果,从理论上对聚能圆形切割器进行了研究,提出了一种理想的设计方法,讨论了影响聚能效果的基本参数,得到了药型罩壁厚与顶角、装药半径之间的关系,为圆形切割器的研究有较大的参考价值.     

线型聚能装药切割钢板过程的数值模拟

利用ANSYS／LS—DYNA对线型聚能装药射流的形成和侵彻铜板过程进行数值模拟，并对切割效果加以考察。通过其结果说明，数值模拟方法可用于聚能装药的优化设计和切割其他材料的研究。     

线型聚能装药射流形成的数值模拟

在装药参数相同、药型罩等锥角的条件下利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,数值模拟和分析对比了壁厚为1.5mm和2.5mm的药型罩形成线性聚能射流的过程。结果表明,装药条件相同,药型罩锥角不变时,壁厚的不同对的射流初期的形状、长度及头部速度均有较明显的影响,壁厚为1.5mm的药型罩形成的射流长度较长,射流质量所占的比例较大,射流头部速度较高。     

环形聚能装药射流二次汇聚数值模拟

在分析环形射流形成机理的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件对环形聚能装药的成型与侵彻过程进行了数值模拟.通过对环形药型罩及其聚能装药结构参数的合理匹配与优化,解决了环形药型罩形成射流的二次汇聚,其二次碰撞过程可增大射流的连续拉伸长度,优化后装药结构形成的射流有较大的速度,增加了破甲深度.该环形聚能装药结构为破甲弹设计提供了新的装药结构,可用于反坦克、反舰等威力导弹战斗部的设计.     

线型聚能水射流的数值模拟

介绍了一种利用爆炸形成线性聚能水射流的结构,采用有限元显式动力分析软件的显式算法对聚能水射流的形成和侵彻钢靶过程进行数值模拟,分析了线型聚能装药的射流的分布特性,并对射流在侵彻过程中的现象进行了分析讨论,对进一步展开对爆炸形成的线型聚能水射流的理论研究具有一定的指导作用。     

灰关联分析聚能装药药型罩对射流性能的影响

通过数值模拟研究药型罩参数对聚能射流成形性能的影响,利用LS-DYNA软件计算出24种关于小锥角型药型罩形成射流的不同方案。其中药型罩材料、壁厚、锥角是影响射流成形性能的主要因素,应用灰色系统理论对所考虑的因素进行分析。建立了各个因素与射流性能之间的灰关联度矩阵,利用关联度矩阵指导了聚能装药战斗部结构进行优化设计。     

基于ANSYS／LS-DYNA聚能射流侵彻靶板的数值模拟

利用ANSYS／LS-DYNA有限元大型工程分析软件,对某军用战斗部线型聚能装药切割器进行聚能装药射流形成、侵彻靶板过程的数值仿真,得到与试验结果相近的聚能射流形成和侵彻的物理现象和规律,侵彻深度误差为8．74％,验证了该模型和数值算法的合理性。在战斗部的设计中有一定借鉴意义。     

二级串联聚能装药结构设计研究

分析总结了二级聚能装药结构的设计要求,在此基础上进行了相应的数值模拟计算,在原有简单聚能装药结构即药型罩/炸药装药的基础上,设计了整体二级串联装药。数值仿真参数表明,符合设计要求。     

聚能射流侵彻钢板相似律数值模拟研究

利用相似理论分析了聚能装药射流侵彻钢板过程的相似参数,建立了射流侵彻钢板的相似关系;并采用LS-DYNA3D软件,对聚能射流侵彻钢板的过程进行了数值模拟。结果表明,射流对模型1、模型2的侵彻深度、开孔口径、射流头部速度、侵彻形状均符合相似律。     

往复式切割器参数的数值模拟及优化

通过对往复式切割器工作原理的分析,并利用Matlab数据处理功能,对切割器参数进行数值模拟,建立非线性回归模型。对影响切割阻力关键参数:动刀片宽度、刃部高度、顶宽和割刀间距进行优化计算,可找出提高切割质量、降低切割阻力和功率消耗的较优运动参数和结构参数组合。     

斜角切削过程的数值模拟

借助于通用有限元软件ANSYS模拟出斜角切削的动态过程,并在此基础上对切削变形进行了研究,提出了一种获得剪切角的新方法。通过仿真计算和快速落刀试验,验证了该方法的可行性。     

高速切削加工的三维数值模拟

运用有限元方法,借助计算机软件建立高速切削的三维有限元模型。模拟高速切削过程,对切削机理进行了研究分析,更真实的模拟了切削状态的变化过程,得到了切削力、切削温度的变化规律。仿真分析的结果对高速切削的切削参数和刀具的优化选择有重要的参考意义。     

45钢切削加工温度变化数值模拟分析

基于金属材料塑性变形理论,采用有限元软件建立材料的切削过程模型,对二维正交金属切削过程中温度场和应力变形进行数值模拟仿真,得到正交切削过程中切削温度变化,同时切削力变化曲线说明仿真结果确实很好的反映了加工的变化情况。     

基于ALE方法的金属切削三维动态数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,建立了金属切削的有限元模型,并对金属切削过程进行了三维动态模拟。ALE方法克服了模型中网格大变形问题,准确地模拟了工件材料受刀具挤压后失效、脱离过程,客观地描述了工件材料失效面的产生过程。通过对不同进给量下切削过程的模拟,得到了进给量与刀具主切削力之间的关系。通过与经验公式对比,验证了数值模型、模拟方法的正确性。     

基于刀具跳动的环形铣刀切削厚度模型的切削力计算

数控铣削过程中,切削变形引起的瞬时切削厚度是影响铣削加工切削力建模的重要参数之一,针对环形铣刀的切削特点,在考虑刀具跳动的情况下,对真实刀刃轨迹运动进行分析。将微细铣削的加工过程用宏观铣削来表示,从而建立了基于宏观铣削过程中刀具跳动下精密加工的瞬时切削厚度。通过仿真模拟和切削力试验来预测切削力,预测结果和试验结果具有一致性,表明该模型可以更好的预测加工过程中的切削力。     

高速切削温度动态变化规律的数值模拟

切削温度与刀具磨损、工件加工表面完整性及加工精度密切相关,其变化规律反映出高速切削过程本质的重要方面。本文应用数值模拟,对高速切削加工过程中切屑、工件和刀具三方面的温度随切削速度、进给量、切削深度的动态变化进行了研究,探讨了其变化规律,其结论有助于优化高速切削工艺及建立高速切削数据库。     

环形加热炉热过程数学模型及其数值仿真系统

在详细分析环形加热炉热工工艺的基础上，建立了管坯加热过程的二维传热过程数学模型，采用有限差分技术中的交替隐式格式（TDMA法）和VB语言，开发出了“环形加热炉管坯加热过程二维传热过程数学模型计算机数值仿真系统”。利用该系统可全面系统地模拟环形加热炉的实际生产过程，准确预测主要热工参数随加热时间的变化规律，为实现计算机优化控制奠定了理论基础。     

基于BCJ本构模型的高速切削过程数值模拟

在高速切削过程数值模拟中,材料本构模型影响着数值计算精度。基于有限元软件Abaqus平台,引入基于位错动力学的BCJ本构模型,实现铝合金高速切削过程更为精确计算。研究了BCJ本构模型嵌入Abaqus的关键技术及其高速切削过程有限元模型建立方法,完成了铝合金6061-T6直角高速切削过程模拟,对比分析了基于BCJ本构模型和JC本构模型的差异。结果表明,数值计算结果与文献数据具有良好的一致性,BCJ模型能够更全面准确地描述高速切削过程中材料的动态性能,进而说明文中基于BCJ本构模型的高速切削数值计算是可靠的。     

冲压成形模拟过程中的工艺切口算法及应用

针对板料成形模拟过程中的工艺切口问题,提出了网格自适应加密与减密技术的工艺切口算法。算法采用向前推进方式对切边线经过的单元进行网格调整,通过网格映射方法完成新旧单元体系下物理量信息传递。将算法集成到基于动力显式算法的FASTAMP软件中,模拟实际生产的汽车覆盖件成形过程,优化工艺切口时的模具行程、切口的大小、位置和形状等。将工艺切口方案应用于实际拉深成形中,其成形结果不仅验证了数值模拟结果的准确性,同时也证明了工艺切口算法的实用性。