超声振动切削对炸药模拟材料切削温度的影响

为了解超声振动切削对切削温度的影响,促进该技术在炸药机械加工领域中的应用,对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行了传统切削和超声振动切削的对比试验,测试了已加工表面和刀尖区域的切削温度分布,分析了超声振动切削对切削累积热的作用机制。结果显示:两种切削方式的切削温度均随切削速度、切削深度和进给量的增大而增加,且超声振动切削的增加量更大,给定切削参数下的最高切削温度为78.1℃,较传统切削高31.3℃。分析表明:超声振动切削的生成热低于传统切削,散失热高于传统切削,激振热量的累积是造成切削温度高于传统切削的关键原因;当激振热量大于、等于或小于散失热与生成热变化量之和时,切削温度较传统切削升高、不变或降低。     

高聚物粘结炸药模拟材料的超声振动切削试验研究

高聚物粘结炸药广泛运用于武器战斗部领域,由于其低拉伸强度使得传统切削方式加工炸药件时易出现脆性断裂等问题。超声振动切削目前已广泛运用于不包括炸药在内的玻璃、陶瓷及各类合金等难切削材料的加工中。研究中以高聚物粘结炸药模拟材料为试验对象,开展超声振动切削和传统切削的对比试验研究,结果表明超声振动切削可有效降低切削力,各向切削力的下降程度依次为主切削力>切深抗力>进给抗力,具体下降幅度范围为61.75%~67.98%、55.57%~65.56%和31.63%~42.29%;已加工表面的光学显微观测显示超声振动切削获得的表面无明显的切削纹理,同时较传统切削表面灰暗,表明该切削方式在一定程度上有利于缓解切削过程中刀具尖端与炸药材料之间的挤压行为,进而有望获得表面残余应力更小的加工表面,降低挤压生成热和出现切削意外时的风险。由于主切削力和切深抗力的大幅度下降,超声振动切削还可以增强细长杆、薄壁类炸药件的产品制造能力。     

PBX炸药及其模拟材料冲击损伤的试验研究

文中利用轻气炮驱动飞片加载技术对JO-9159炸药及其模拟材料样品进行了冲击加载,使其产生损伤,利用锰铜压阻计测量了试件的冲击压力。通过扫描电镜（SEM）对回收样品进行了显微观察．分析比较了炸药和模拟材料在冲击载荷作用下的损伤破坏模式。结果表明两者都具有脆性材料的损伤破坏特征,相对于PBX炸药模拟材料具有更明显的脆性特征。在细观上,PBX和模拟材料的损伤破坏模式是以微裂纹为主的脆性损伤,模拟材料的破坏主要表现为造型粉颗粒的破裂、破碎形成裂纹,而PBX炸药主要表现为颗粒之间的脱粘,并伴有颗粒的破碎。     

炸药材料性能参数对JPC成型的影响

为了研究炸药对JPC成型的影响规律,运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,分别对PETN、SEP、TNT、B炸药8、701共5种不同炸药组成的成型装药所形成的JPC进行了数值仿真研究,得出了炸药的密度、爆速和爆压对杆式侵彻体速度、长径比等成型参数的影响规律。研究结果表明,当炸药材料密度从1.26 g/cm3增加到1.78 g/cm3时J,PC侵彻体长径比增加了78%,头部速度增加了45%。试验得到了8701炸药环形多点起爆形成JPC的X光照片,试验结果与仿真结果较吻合。     

纳米陶瓷材料超声振动磨削加工表面质量研究

研究纳米陶瓷材料磨削加工磨削力、磨削温度及表面粗糙度等表面特征,获取高质量的加工表面,是该工程材料得以广泛应用的重要前提。对纳米ZrO2陶瓷材料平板施加二维超声振动进行磨削,超声振动产生的空化作用、泵吸作用以及涡流作用,能一定程度上改善材料的加工性能、提高加工表面质量,实现纳米陶瓷材料的精密高效加工。结果表明:二维超声振动磨削与普通磨削相比,实际磨削力、磨削温度相对较低且随切削深度增加增长速度较慢;选取不同的磨粒粒度对纳米陶瓷材料进行磨削加工,超声振动加工的表面粗糙度值与普通磨削表面的粗糙度值相比相对较小。     

炸药脆性材料切削加工数值模拟研究

切削加工是制造业中的于金属材料,主要是二者材料的力学性能巨大差异造成的.作者利用LS-DYNA有限元程序,对炸药此类脆性材料三维非正交切削加工进行了数值模拟.在不考虑热效应情况下,分析了炸药工件因切削而产生的变形和应力.     

发射载荷下炸药装药密度对炸药应力和温度的影响

为确定发射载荷下炸药装药密度对装药应力和温度的影响程度,采用LS-DYNA热固耦合分析方法对弹丸膛内发射过程进行了数值模拟,研究了在炸药装药密度均匀和径向不均匀2种情况下装药应力（轴向应力、最大剪应力）和装药温度对发射载荷的响应,为弹丸发射过程中装药密度不均匀对发射安全性的影响提供参考。研究结果表明：装药密度径向不均匀较密度均匀时,装药的轴向应力最大值基本一致,温度最大值减小了0.8%,剪应力最大值增加了10.2%。由于装药密度的径向不均匀,发射载荷下装药内部有明显的剪切作用。     

炸药材料参数对定向式动能杆飞散速度的影响

为研究炸药对定向式动能杆飞散速度的影响规律,以非线性动力分析软件LS-DYNA为工具,分别对PENT,Deta sheet-C,C4炸药,TNT,B炸药和8701共6种不同炸药对定向式动能杆的飞散速度进行数值模拟研究,得出炸药的密度、爆速和爆压对动能杆飞散速度的影响规律。实验得到Detasheet-C装药下动能杆的飞散速度,仿真结果与试验结果基本吻合,可为此类战斗部的设计提供参考。     

RDX炸药对传爆药临界直径的数值模拟

为了研究炸药对爆轰临界直径的影响,建立了楔形和圆柱形装药的物理模型,采用LS-DYNA2D程序模拟了爆轰波传播过程,得到楔形和圆柱形装药的临界直径.模拟结果与文献基本符合,进一步说明了利用LS-DYNA程序对小尺寸装药爆轰波传播的数值模拟是可行的.     

炸药装药安定性测试方法

探讨了一种装药安定性测试新方法,该方法具有试验周期短、价格低、测试精度适中等特点,能够测试战斗部在长脉冲加载时的装药安定性,具有良好的应用价值。     

PBX炸药模拟材料正交切削的切削力响应规律

为了分析炸药材料切削加工过程中切削力响应规律及加工特性,采用低速正交切削试验的方法,结合显微摄像、三向测力仪和三维表面轮廓仪表征测试,分析高聚物粘结炸药(PBX)炸药模拟材料瞬时切削力特性,研究PBX炸药模拟材料的切削过程中切削力响应规律及其关键影响因素。结果表明,不同的切削深度PBX炸药模拟材料的动态切削力变化规律不同,切深为0.1 mm时的切削力峰值变化主要由颗粒切屑成型引起,切屑呈蜷曲喷射状,切削力曲线呈微细锯齿状动态特征变化,切深为0.3 mm和0.5 mm时的切削力峰值主要由材料脆性断裂裂纹扩展引起,切削力呈周期性的大锯齿特性变化,fz在过切凹坑处降至零。fx标准偏差在0.4 mm切深处产生显著变化,反映了炸药模拟材料切削状态由连续去除到脆性去除的转变。低速正交切削下,切削宽度对切削力影响大于切削速度对切削力的影响,切削速度对切削力的影响较小。     

超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响

通过改变刀尖振幅和相位差,研究超声椭圆振动切削过程中刀尖轨迹变化的运动特性。分析椭圆振动切削轨迹形状和轨迹偏转变化对加工表面形貌的影响,建立椭圆振动切削轨迹变化切削方向残余高度模型;利用研制的导波传输超声椭圆振动切削装置,改变相位差实现椭圆振动切削轨迹精准控制,分析对其加工表面质量的影响。实验结果表明：椭圆振动切削轨迹变化同时引起的切削方向残余高度和刀具动态角变化是影响加工表面质量的重要因素;在超声椭圆振动切削加工中存在一个相位差值,对抑制毛刺和崩边、提高加工表面质量具有最佳的效果。     

超声空化处理对高聚物粘结炸药表面结构的影响研究

对以TATB为基的高聚物粘结炸药(JB1)进行了超声空化处理,并利用扫描电镜(SEM)观察了处理前后JB1炸药表面的细观形貌,用X射线能谱仪(EDS)检测了处理前后JB1炸药表面的相对元素含量。结果表明:超声空化处理可以使JB1炸药表面的粘结剂和炸药晶体的界面脱粘,使炸药晶体裸露。随着超声空化处理时间的延长,炸药晶体裸露程度加大,炸药晶体表面的小孔洞增加,表面也变得更加粗糙和疏松,起爆感度提高。     

超声椭圆振动车削三维形貌形成研究

为研究椭圆振动车削表面三维几何形貌形成规律及影响因素,采用金属切削理论对椭圆振动切削过程和三维切削模型进行了分析。研究结果发现：切削过程中相邻两转之间不同的相位差特征值对最终表面形貌有着重要的影响;通过已有的试验结果表明,相位差特征值分别为0和0.5时所形成的表面形貌截然不同,与理论分析结果相吻合。     

高聚物粘结炸药试件应力状态的超声法测试技术

在加载情况下,采用超声波法对高聚物粘结炸药PBX-9003应力状态进行了测试,获得了PBX-9003炸药试件声弹性参数。结果表明,炸药在受到较大应力作用时超声波在炸药件内部传播速度有明显变化,采用超声测得的应力接近实验所施的载荷(应力),验证了在大应力作用下超声波法无损测定炸药实际构件载荷应力的可行性。     

旋转超声加工振幅与实际切削深度特性研究

旋转超声加工中金刚石砂轮超声振幅大小、实际切削深度的正确判定以及工艺参数对金刚石砂轮超声振动幅度影响规律的研究对旋转超声高效精密加工有着重要意义。结合旋转超声加工(RUM)时磨粒的运动及切削特性,分析了磨粒的实际切削深度特性,开展了实际切削深度与超声振幅关系的试验研究;通过改变主轴转速、进给速度、切削深度等工艺参数,讨论了工艺参数对加工时金刚石砂轮超声振幅特性的影响。研究表明:旋转超声面铣削加工时,超声振幅与轴向进给的有效叠加决定实际切削深度;金刚石砂轮的超声振幅具有一定的稳定性,可以有效确保旋转超声加工工件的尺寸精度。     

超声波技术制备低密度聚氨酯泡沫塑料炸药

采用超声波技术制备了密度为0.04～0.15g·cm-3的低密度聚氨酯泡沫塑料炸药,并测试了其爆炸性能,分析了制备过程中影响聚氨酯泡沫塑料炸药密度的因素。     

热固型火炸药药浆真空振动浇注系统

针对提高炸药配方的固体含量会影响浇注的问题,根据理论分析、机械系统3 维模型构建与客户实际需 求对真空振动浇注系统进行优化设计。对系统进行分析,并从偏心块设计、电机功率选型以及振幅等进行设计。在 浇注工序上采用机械振动,系统最大振幅2 mm,参振物质量4 000 kg,振动用电频率20～30 Hz,真空度小于等于 3 kPa。实际应用结果证明：该系统能提高产品密度及产品合格率,缩短浇注周期。产品经CT 探伤检测,无明显瑕 疵和气泡,产品合格率100%。