基于ALE方法的弹性圆柱壳入水时的流固耦合模拟

为了获得头型及材料弹性对圆柱壳入水过程中头部变形、压力分布、入水空泡形态及入水运动状态的影响,采用ALE方法,基于有限元软件ANSYS\LS-DYNA,对平头、120°锥角、90°锥角弹性圆柱壳的入水过程进行了数值模拟,对平头弹性圆柱实体和平头刚性圆柱壳进行计算,并对模拟结果进行对比。结果表明:入水过程中空泡直径随着锥角的增大而增大,锥角越大,圆柱壳上表面的变形越大,最大变形出现的时间越早:平头弹性圆柱壳在0.1 ms时出现最大变形0.84 mm,120°锥角弹性圆柱壳在0.3 ms时出现最大变形0.54 mm,90°锥角弹性圆柱壳在0.5 ms时出现最大变形0.43 mm; 下表面受到的压力越大,圆柱壳的速度衰减越快; 平头圆柱壳下表面的变形与振动频率大于上表面; 上表面的变形是由惯性引起的,下表面的变形是由流体冲击力引起的。     

20钢柱壳外爆拉-剪切型断裂研究

研究20钢柱壳在较低爆炸载荷作用下的膨胀断裂特性,探讨拉伸断裂起始及拉-剪混合断裂机理。回收碎片宏观及微观分析结果显示:20钢柱壳在较低爆炸压力作用碎裂为拉剪-混合断裂,但与传统认为裂纹一般从柱壳外表面起始不同,断裂裂纹起始于柱壳壁厚内部,随膨胀变形发展向内、外表面扩展,形成拉-剪混合断裂。实验结果很好解释了许多金属柱壳爆炸实验中柱壳外表面出现裂纹的时间早于爆轰产物泄漏时间与动态有限元变形分析中外表面应力、应变始终处于较小状态之间的矛盾。     

薄壁半球壳体高精度装焊夹具

尺寸精度要求高的薄壁球壳在进行环形焊缝焊接时,必须避免"塌腰变形"。应用设计结构合理的装焊夹具,薄壁球壳的"塌腰变形"得到控制,保证薄壁球壳的尺寸精度并提高产品合格率。     

火药的压缩模量对雷管壳体塑性失稳的影响

采用有限元结构分析软件包ANSYS,对某型雷管的压药进程中壳体的弹塑性大变形力学行为、塑性失稳现象的研究方法进行了数值仿真计算.分析了工程中火药的压缩模量对雷管壳的"挤鼓"的塑性失稳现象的影响,引出了有益的结论.     

薄壁球壳真空吸附装夹变形力学分析与控制

针对标准铝合金薄壁球壳零件的装夹变形问题,建立球壳变形的数学理论模型以及有限元仿真模型,实现了薄壁球壳真空吸附装夹状态的理论分析与仿真优化。明确了真空负压与装夹位置对球壳变形的影响;基于球壳与吸具之间的装夹位置关系,完成了吸具主要尺寸参数的优化设计。优化后吸具样件的测量结果表明,通过控制真空负压以及改变装夹接触位置,可以有效减小球壳的装夹变形,进而提高其加工的尺寸精度。     

Cu-W异质粉体压制变形行为模拟研究

基于离散体有限元法,利用MSC/Marc有限元分析软件对Cu-W异质粉体颗粒的变形行为进行细观数值模拟,研究不同压制载荷下颗粒的应变大小以及颗粒间摩擦因数对相对密度的影响。结果表明:压制过程中具有较高硬度的W颗粒基本不发生变形,软质的Cu颗粒变形在与W颗粒接触点处首先发生,随着压制时间延长,Cu颗粒沿着W颗粒表面向四周孔隙处延展,继而达到稳态,形成凹弧形;颗粒的排列方式影响Cu颗粒的变形形状、应变大小及成形密度;颗粒间的内摩擦因数只影响六角形排列压坯成形相对密度,摩擦因数为0~0.2,相对密度变化最大为0.7%,摩擦因数大于0.2,相对密度变化最大为0.2%。     

新型稀土6063铝材热加工性能研究

采用高温拉伸、高温压缩试验方法,对新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材进行热变形加工性能研究。通过拉伸变形抗力、伸长率、压缩变形量、冲击速度的测量比较,以及两类试验试样的形貌、形态观察对比,确定新型稀土6063铝合金半连续铸造锭坯材最佳热挤压加工温度区间为450~480℃;实施大变形、高速挤压与在线连续淬火工艺,最佳热挤压温度区间应控制在430~480℃。     

制坯工艺及应变速率对FGH95合金等温变形过程的影响

研究了两种不同的热等静压制坯工艺及不同应变速率对ＦＧＨ９５合金等温变形时流动应力的影响，分析了变形态的显微组织。     

小型汽车发动机连杆弯曲失效分析

小型汽车发动机活塞连杆组在使用过程中连杆发生弯曲。对活塞连杆组中各组成零件的状态、表面形貌等进行宏观分析;对连杆进行化学成分、表面缺陷、显微组织缺陷和金相组织分析。结果表明:发动机活塞连杆组出现异常,主要是由于连杆发生弯曲变形,工字型部位存在表面折叠、表面脱碳、带状组织和较严重的非金属夹杂物等缺陷,降低了42CrMo钢的刚度和抗弯强度,导致连杆弯曲变形失效。     

负重轮轮盘强度和刚度的板壳理论分析

本文对负重轮轮盘进行了模型简化 ,运用板壳理论建立并求解了变形微分方程 ,得出轮盘内各点的应变和应力分量 ,并进一步对轮盘进行强度、刚度校核和设计 ,其结果与有限元分析结果接近 ,说明此方法应用合理 .     

NFB700高强钢板抗震塌性能

为研究有较高屈服强度、良好韧性的NFB700高强钢板的抗震塌性能,对不同厚度的4种靶标开展了现场爆炸试验.通过对试验模型的毁伤状态观察及数据分析,研究高强钢板对靶标抗震塌能力的影响,并对混凝土-钢板双层结构的极限抗震塌性能进行数值仿真分析.研究结果表明:靶标的微应变大都随混凝土板厚度的增大而减小,而随距爆心远近而变化的...     

POZD涂层钢筋混凝土板抗震塌性能

为研究POZD涂层钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的抗震塌性能,对3种试验模型开展不同梯恩梯（TNT）当量的接触爆炸试验。通过对试验模型的毁伤状态观察及数据统计,研究分析了POZD涂层的破坏模式和抗震塌机理。结果表明：POZD涂层钢筋混凝土板具备较为优越的抗震塌性能,随着涂层厚度的增加,抗震塌能力逐渐增强,且震塌系数呈线性减小趋势;钢筋混凝土板喷涂8 mm厚POZD涂层后,抗震塌能力远优于内衬3 mm厚Q235b钢板;在集团装药接触爆炸（球面波）作用下,POZD涂层的毁伤模式为圆锥状鼓起,该鼓起为混凝土碎块和冲击波的复合冲击作用下出现较大塑性变形所致;当冲击荷载超过POZD材料的极限抗拉强度时,除在锥尖处出现较小的圆孔状剪切破坏外,涂层仍能保持整体完好并持续有效约束混凝土碎片,不致产生大面积震塌破坏;在高应变率、强动载作用下,POZD涂层仍然能够保持大变形、高塑性特性,通过自身大变形吸收冲击波能量,约束混凝土碎片,起到较好的抗震塌效果。     

硝酸镧浓度对45钢化学镀Co-W-P薄膜性能的影响

为获得较高硬度和良好耐蚀性的Co-W-P薄膜,提高45钢工件表面性能,采用化学镀法在含硝酸镧的镀液中制备Co-W-P薄膜,并研究硝酸镧浓度对薄膜物相组成、形貌、成分、硬度和耐蚀性的影响。结果表明:硝酸镧浓度对CoW-P薄膜的结合力和物相组成基本无影响,但会影响其形貌、成分和厚度,导致硬度和耐蚀性差异明显。当硝酸镧浓度为50 mg/L时,Co-W-P薄膜较平整致密,厚度约为9μm,硬度达462.8HV,膜层电阻和电荷转移电阻均最大,分别为360.2、2774.8Ω·cm²。适当增加硝酸镧浓度实现晶胞细化,使Co-W-P薄膜表面趋于平整且致密性提高,利于W进入Co晶格中形成Co₃W相,引起晶格畸变强化,增强抵抗塑性变形能力,抑制腐蚀,表现出较高硬度和良好耐蚀性,有效提高45钢工件表面性能。     

预应力混凝土板构件的冲击力学行为分析

利用非线性动力有限元方法,对预应力混凝土板和钢筋混凝土板在杆式动能弹冲击下的动力响应过程进行了数值模拟,对两类构件的冲击力学行为进行了力学分析和比较。研究表明,预应力对减轻反射拉伸波引起的层裂效应,克服加载面撞击影响边缘区域的拉应力,提高构件在整体变形过程中的抗裂性等方面均有一定的作用。     

30CrMnSiNi2钢制薄壁壳体的冷温复合成形技术研究

通过变形工序的合理安排以及变形程度的合理分配,设计合理的原始坯料形状,采用适宜的冷、温锻模具结构,获得了一种能够用于大批量工业生产的超高强度钢30CrMnSiNi2制薄壁壳体的精密成形工艺。从而解决了超高强度钢制薄壁壳体制造过程中的关键技术难题,为宇航、兵器等行业普遍采用的这类薄壁壳体零件的研究和生产提供了一种实用、高效、经济、可靠的精密成形工艺。     

超高强度钢薄壁深盲孔弹体的精密成形技术

通过变形工序的合理安排以及变形程度的合理分配,设计合理的原始坯料形状,采用适宜的冷、温锻模具结构,获得了一种能够用于大批量工业生产的超高强度钢制薄壁深盲孔弹体的精密成形工艺,从而解决了其制造过程中的关键技术,为宇航、兵器等行业普遍采用的这类零件的生产提供了一种实用、高效、经济、可靠的精密成形工艺。     

弹丸膛内运动过程中弹带塑性变形的宏观与微观机理研究

弹丸膛内运动过程中,弹带承受高强度冲击载荷与高速摩擦,其高温条件下瞬态塑性变形的微观机理十分复杂。根据膛内载荷特征,基于金属材料学进行弹带塑性变形的微观机理研究,通过分析弹丸发射后的弹带硬度分布及组织演变规律,探索其宏观形变的细观与微观本质。研究表明,弹带挤进后具有明显的层状特征,硬度最高的表层纤维组织因剧烈摩擦而迅速升温并导致局部再结晶,弹带内部区域未发生大尺度形变,摩擦产生的表面金属熔化膜是抑制塑性变形向内层延伸的重要因素之一。     

全封闭舱内爆炸载荷作用下薄板变形研究

在内爆炸载荷作用下,舱室内部长时程准静态压力载荷会对结构极限变形产生重要影响,使得其结构响应与敞开环境空爆下的情况有较大区别。计算分析了方形薄板在内爆炸载荷作用下动态响应,基于薄板在冲击载荷作用下的变形规律,提出了用于评估结构在内爆炸载荷作用下极限变形的无量纲损伤数。该无量纲损伤数考虑了舱室体积、炸药能量、结构几何尺寸及屈服强度等因素对内爆炸载荷作用下结构变形响应特性的影响。薄板变形的分析结果表明,结构极限变形与板厚比和无量纲损伤数之间存在明显线性关系,可通过拟合获得舱内爆炸载荷作用下结构极限变形的快速预报经验公式。提出的无量纲损伤数考虑了板大变形响应过程中的中面膜力效应和板厚影响,更加适合于分析薄板在内爆炸载荷作用下的塑性大挠度变形值。     

陶瓷基体表面粗糙度对Ni-Cr薄膜换能元性能的影响

研究了Al2O3(95%)陶瓷基底的粗糙度对Ni-Cr(80/20)合金薄膜及薄膜换能元性能的影响.利用磁控溅射法在不同粗糙度的基底上制备了Ni-Cr合金薄膜.通过扫描电镜、划痕法、4探针法对薄膜的微观结构、附着性能、电性能进行了研究.根据D-最优化法测定了基底粗糙度不同的薄膜换能元爆发电压、爆发电流.结果表明:随着基...