多弯角板料弯曲成型的数值模拟及实验研究

以剐塑性有限元模型为基础,对典型的多弯角宽板零件弯曲用MSC/superform软件进行数值模拟,科学地分析了多弯角板料同时成型过程的金属流动规律,根据模拟得到的应力场、应变场、速度场及加载变化等.也可预测变形时产生的缺陷,为该类零件的成型工艺提供科学的依据,根据数值模拟结果合理地设计了多弯角同时成型的模具结构,通过成型实验研究结果表明,多弯角同时弯曲成型的工艺是可以实现的.     

爆炸成型弹丸侵彻相似律的数值模拟研究

利用相似理论分析了爆炸成型弹丸侵彻钢靶过程的相似参数,建立了爆炸成型弹丸侵彻钢靶的相似律关系.在此基础上以球缺型爆炸成型弹丸为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA对满足模拟比的爆炸成型弹丸侵彻钢靶的过程进行了数值模拟.数值模拟结果表明,模拟弹与原型弹的成型符合相似律,其对钢靶的侵彻深度也满足模拟比.因此,侵彻相似律在爆炸成型弹丸侵彻研究中是成立的.     

结构参数对爆炸成型弹丸性能影响的研究

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用三维动力有限元程序,对爆炸成型弹丸形成过程进行了数值模拟,研究了装药长径比、装药密度、药型罩材料、起爆方式以及壳体厚度对爆炸成型弹丸性能的影响规律。根据研究结果,设计了一种较优化的聚能装药,并进行了聚能装药侵彻混凝土靶板实验。实验结果表明,设计的EFP聚能装药对混凝土靶板有较好的开坑效果,开坑孔径和孔深分别接近装药口径的0.6倍和6.4倍。     

炸药压制工艺参数对空心装药质量影响的仿真研究

空心装药通常采用压制成型工艺,为了研究工艺参数对装药质量的影响,采用基于连续介质力学的方法,建立了空心JO-9159炸药压制过程有限元仿真模型,仿真分析了JO-9159炸药压制成型过程的相对密度、位移以及等效应力变化规律。在此基础上,针对压制速率、初始相对密度以及摩擦系数3种主要工艺参数对JO-9159炸药压制成型质量的影响进行了仿真与分析。结果显示:压制过程中JO-9159炸药粉末主要是轴向流动,靠近阴模区炸药流动相对缓慢;压制速率为0.5 mm·s^-1时、摩擦系数为0.25时,成型后装药相对密度较为均匀,回弹量较小。     

压药工艺参数对成型药柱质量的影响研究

为解决弹药压装法技术中关键工艺参数的选择与控制问题,对影响药粒压制成型质量的因素进行研究.以PBX炸药为例,采用试验和仿真相结合的方法,结合炸药的特性,将PBX炸药粉末简化成有限个包覆有粘结剂的HMX球形颗粒,建立炸药体系的3维细观模型,对压药过程进行有限元仿真模拟,得出压力和保压时间对药柱质量产生影响的规律.结果表明:该研究可为弹药装药的研制与生产提供参考,具有一定的实用价值.     

基于ALE方法的预制破片战斗部数值研究

为了研究杀伤破片场的分布规律,采用ALE方法对预制破片战斗部在空气中的爆炸效应进行了数值研究。建立单层离散破片的战斗部有限元模型,对压力场的分布规律、破片的飞散特性进行了数值计算,并根据模拟结果拟合了破片的分布密度函数。计算结果与实验结果一致性很好,表明:采用该方法模拟预制破片战斗部的破片飞散过程具合理性和有效性。     

基于Johnson-Cook本构模型的弹带挤进过程数值模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法对某大口径火炮弹带挤进过程的力学机理进行了研究。基于Johnson-Cook动态本构模型并结合实验测试数据,在有限元软件ABAQUS中建立了挤进过程的非线性动力学模型,利用显式数值积分算法对弹带挤进过程的非线性动力学进行了数值模拟。通过数值计算,分析了弹带刻槽形成过程,得到了弹丸挤进运动规律、动态挤进阻力及挤进压力值,获得了摩擦性质对弹带挤进过程的影响规律。结果表明:摩擦系数越大,挤进时间越长,挤进阻力越大,对应的挤进压力也就越高。研究结果可为大口径火炮、弹丸和装药设计研究提供一定的参考。     

EFP成型影响因素的数值模拟

用LS-DYNA程序对等壁厚、球缺罩EFP的成型过程进行了三维数值模拟.根据模拟结果,得到了EFP的成型图象,绘制了装药长径比、药型罩曲率半径、药型罩厚度等物理量对EFP的速度的影响曲线,获得了上述物理量对EFP成型的影响规律,可以为EFP结构的优化设计提供参考依据.计算表明,三维数值模拟方法能够形象显示EFP成型过程的细节和各个物理量对EFP性能指标的影响情况,LS-DYNA程序是进行战斗部仿真试验的有效工具.     

穿孔球缺罩形成杆式射流数值模拟研究

利用有限元软件对边缘有孔和无孔球缺罩的杆式射流形成过程进行了数值模拟。分析了球缺罩形成杆式射流的成型过程,并对有孔和无孔两种球缺罩的成型过程进行了对比,发现有孔罩所形成射流速度偏低、侧向速度不为零,并对此进行了分析讨论获取了孔洞对形成杆式射流的影响方式及其影响规律。最后对模拟结果进行了实验验证。证实该仿真和真实情况具有很好的一致性。     

扁平结构自锻破片成型研究

以具有中心开孔药型罩的扁平结构为研究对象，进行自锻破片成型试验研究，以试验结果为依据，得出影响扁平结构自锻破片成型性能的重要参数取值规律。同时采用非线性动态有限元程序，对此类结构自锻破片形成过程进行数值模拟，搞清了药型罩中心孔对自锻破片成型过程的影响机理。     

温度对氮化硅粉烧结密度的影响

用改进燃烧合成法制备的α、β不同相含量的氮化硅粉料,通过配比组成多组不同相含量的粉料。经过混料、成型、烧结、密度测试,考察烧结温度对各组粉料烧结密度的影响;并对比了A、B两种不同烧结助剂配方。结果表明,多数粉料在1740～1780℃的温区内烧结密度达到峰值,烧结密度在97%以上。A配方适合于β-Si3N4粉、B配方相对更适合于α-Si3N4粉。采用A配方,处理后的β相粉料烧结几乎完全致密,且烧结致密温区下移并变宽。粉料的团聚影响素坯密度,晶粒粗大的粉料则不利于成型。     

Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观机制

为阐明含能结构材料冲击反应机理,开展以Al/Ni粉末复合材料为代表的含能结构材料冲击反应细观模拟研究。基于Al/Ni粉末复合材料的扫描电镜照片建立细观有限元模型,并结合Mie-Grüneisen状态方程描述Al/Ni粉末复合材料冲击压缩行为。在此基础上,基于反应扩散模型建立考虑多组分固相反应的Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观模型,分析细观尺度上物质输运过程、冲击反应演化规律及冲击波传播特性。研究结果表明：Al/Ni粉末复合材料在冲击压缩速度(即粒子速度)为400 m/s时仅发生了微弱的化学反应,且化学反应程度随着冲击压缩速度的增大的加剧;化学反应最初发生于Al-Ni界面处,然后垂直于界面发展;冲击反应将引起材料冲击温度和压力的增高,同时对冲击波的传播起到强化作用。     

温压工艺对Cu-Ni烧结体组织和性能的影响

研究了铜和镍混合粉经冷压和一次冷压、二次温压两种压制方法成型后的烧结体的显微组织、密度和硬度。研究发现 ,在铜粉和镍粉反应过程中 ,温压工艺对烧结体显微组织、密度和硬度有重要的影响。一次冷压、二次温压成型工艺较冷压成型工艺有利于Cu -Ni单相固溶体的形成 ,可以提高铜粉和镍粉烧结体的密度和硬度     

新型密闭爆发器测试系统的研制

介绍一种新型定容密闭爆发器测试系统的结构,以及密闭爆发器、压电压力传感器的性能特点。通过该系统进行了火药准静态压缩试验,结果表明：压缩后的试样到达峰值压力的时间延长,峰值压力增大。该系统可对火药在燃烧过程中的压力与时间的变化规律进行研究。     

低压环境下高密度压实黑火药柱燃速规律研究

黑火药是一种经典的点火药,但其在低气压环境（高空）下的燃烧性能却鲜有研究。为了了解黑火药的低压燃烧性能,采用光-电靶法测试了不同药柱密度、不同温度和不同低压条件下高密度压实黑火药柱的燃速。研究结果表明,黑火药柱的燃速随环境压力的下降快速变小,燃速与环境压力呈线性关系。当环境压力下降到20 kPa时,黑火药柱会出现瞎火或断火的现象;药柱密度增大,黑火药柱燃速逐渐变小,药柱密度对黑火药柱燃速的影响会随着环境压力的降低逐渐变大;温度升高,黑火药柱的燃速缓慢变大,同时温度对黑火药柱燃速的影响会随着环境压力的降低逐渐变小。也就是说,低压环境中,环境压力对黑火药柱燃速的影响比药柱密度和温度对黑火药柱燃速的影响要更大。通过双因素的数学拟合,建立了黑火药柱的燃速随环境压力和温度的变化规律。     

SiC_p/Al功能梯度材料拉伸性能研究

在总结传统制备工艺的基础上,改进粉末冶金法,用一次热压成型工艺制备增强体尺寸分别为5,7,10μm的SiCp/Al功能梯度复合材料,并对拉伸力学性能进行研究。结果表明:一次真空热压粉末冶金法制备的SiCp/AlFGM性能良好,可减少二次加工的成本;5μmSiCp/AlFGM的拉伸力学性能较好;用ANSYS软件对其拉伸力学性能进行数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致。     

温度对PBX炸药压制的作用

以模压法压制的样品的密度和压缩强度随造型粉装药量的增加而降低,证明压制过程中样品内部存在应力梯度;常温压制的药柱的密度和压缩强度明显低于高温压制样品的密度和压缩强度。其原因在于高温使造型粉的粘结体系软化,降低造型粉之间的摩擦,从而降低应力梯度,尤其是当温度超过粘结体系的熔融温度后粘结体熔化、冷却形成一个整体,因此升高压制温度可以明显地提高炸药的压制质量。     

橡胶基软磁复合薄膜压磁效应及机理研究

以Fe78Si9B13非晶粉体为磁性增强材料,以丁基橡胶为基体,利用模压成型法制备软磁复合薄膜,并测试其压磁效应。结果表明,在频率较低时,复合薄膜具有优良的压磁特性;复合薄膜的阻抗随着频率的升高、压应力的增大以及粉体含量的增多而减小;阻抗变化幅度随着压应力的增大而增大,随着频率的升高而减小,随着粉体含量的增多呈现出先增大后减小的趋势。用电阻与电容串联模型对复合薄膜的压磁效应进行理论分析,所得结论与实验结果相吻合。     

爆炸压实CuCr合金工艺的研究

采用机械合金化工艺由Cu、Cr粉按重量比各半合成CuCr预合金粉 ,然后用爆炸压实工艺制备真空断路器用电触点材料CuCr合金。着重研究了爆炸压实工艺参数对CuCr预合金粉爆炸压实的影响。结果表明 :采用不同的爆炸工艺参数 ,都能爆炸成型得到密度超过相对理论密度 ( 92 % )的CuCr合金 ;另外 ,双管装置优于单管装置 ;提高装粉密度对爆炸成型有利。随着装药密度、药粉比或药粉筒比的增加 ,爆炸坯密度先逐渐提高 ,而后减小 ;球磨时间对爆炸坯密度影响较为复杂。