钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限研究

分析以往钛/钢复合板爆炸焊接装药量计算过程中存在的问题,结合可焊性窗口下限理论及爆速试验结果,提出钛/钢复合板爆炸焊接装药厚度下限的计算方法,从数值上阐明装药厚度下限值与复板厚度、复板密度、炸药参数、基复板最小碰撞速度之间的函数关系。参照此装药厚度下限值进行钛/钢复合板爆炸焊接验证试验,结果表明,钛金属复板的延展变形得到很好的控制,结合界面没有产生Ti-Fe脆性金属间化合物,结合界面抗剪切强度达到380MPa。     

不同起爆方式对钛/钢复合板质量的影响

针对采用瞬发电雷管同时起爆多块复合板存在的爆破振动等有害现象,提出采用延时电雷管起爆,通过实验得到不同延时时间对应的安全板间距,进一步对比两种起爆方式下制备钛/钢复合板的外观品质、结合率及力学性能.当延时25 ms、50 ms,对应板间距分别大于临界板间距15 m、30 m时,采用延时电雷管起爆方式制备的钛/钢复合板性能完全满足要求,为延时起爆技术在爆炸复合中的应用提供了重要依据.     

大面积铜/钢爆炸焊接复合板结合性能分析

通过力学性能、界面形态及能谱分析实验研究了大面积铜/钢（T2/Q235B）复合板。金相分析结果显示,铜/钢界面呈现典型的正弦波形状特征。SEM和EDX能谱分析结果表明,在爆炸焊接过程中,铜/钢界面在高温高压作用下,发生原子扩散。力学性能检验结果表明,铜/钢复合板剪切强度达到170 MPa以上,满足GB13238—1991《铜钢复合钢板》的要求。研究结果表明,大面积铜/钢复合板可满足后继的使用要求。     

基复板间隙对钛-钢薄板爆炸焊接质量影响

为研究爆炸焊接过程中基板与复板间隙对焊接质量的影响,选取TA2为复板、Q304为基板进行薄板爆炸焊接试验。在充分考虑炸药边界效应的前提下,创造性的在一次爆炸试验中对不等基复板间距进行焊接,通过对样品的切割打磨,运用仪器观测结合区界面波纹变化情况,发现基板与复板间距由小逐渐增大,结合界面爆炸焊接质量呈现出由弱到强、由强到弱的变化过程。     

304不锈钢/Q235钢的多面约束装药爆炸焊接

为了提高爆炸焊接中炸药的能量利用率,使用了蜂窝铝结构乳化炸药和在蜂窝铝结构乳化炸药上端布置覆盖板的多面约束装药方式。蜂窝结构及覆盖板的多面约束减弱了空气中稀疏波对炸药爆轰的影响,降低了炸药爆轰的临界直径,提高了炸药对复板的做功能力。以304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板,进行了多面约束装药和普通乳化炸药裸露装药的对比爆炸焊接试验,并采用格尼模型对爆炸焊接窗口和覆盖板对复板碰撞速度的影响进行了理论分析。结果表明,与传统爆炸复合技术相比,结合质量明显提高,并且炸药使用量减小了50%,炸药能量利用率显著提高。而复板碰撞速度随着覆盖板质量的增加而增加,但增加率降低。此外,得到了爆炸焊接窗口并对焊接质量进行了预测,实验和预测结果吻合良好。     

破片对屏蔽炸药冲击起爆的数值模拟和分析

分别对钢、铜、钨破片撞击不同厚度屏蔽装药进行了数值仿真并用已有实验结果验证了仿真结果的正确性,分析了起爆过程。采用“升一降”法研究了装药的起爆临界速度,采用最小二乘法得到了临界理论起爆判据的参数孢、忌,并验证了理论判据的正确性。理论判据的给出可以很好的描述屏蔽炸药的起爆特性,为冲击起爆实验研究和后续的可靠性研究提供很好的理论参考。     

多爆炸成形弹丸成型过程的数值模拟

利用LS-DYNA有限元分析软件对某三罩式多爆炸成形弹丸(MEFP)的成型过程进行数值模拟研究,揭示了其成型机理,并研究了中心点起爆、三点同时起爆、四点同时起爆和八点同时起爆四种不同起爆方式对MEFP爆炸成形情况和性能参数的影响。研究结果表明:在多种不同方式起爆下,多点起爆形成的MEFP战斗部的药型罩能够形成外形良好的弹丸,且形成的弹丸能够沿着装药中心线,以较小的发散角度向前飞行,有利于侵彻装甲目标,考虑到成本以及实现的可能,其中以八点起爆为最佳。     

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。     

复合管爆炸焊接间隙取值数值模拟及其试验研究

基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用有限元方法对复合管爆炸焊接的动态过程进行数值模拟,研究不同间隙下复管的飞行速度及其与复合管爆炸焊接质量的关系;根据模拟结果得到的合理间隙范围进行复合管的实际爆炸焊接试验,并依据复合管结合界面的力学性能测试结果及结合形貌的分析,得出数值模拟能较准确的描述复合管爆炸焊接的动态过程,据此给出了复合管爆炸焊接间隙的合理取值范围。     

装药参数对爆炸箔起爆器性能的影响

为研究HNS-Ⅳ装药参数对爆炸箔起爆器(EFI)性能的影响,测试了不同装药参数的EFI在不同放电电压下的作用时间.结果表明,装药密度为理论最大密度(TMD)的90%时,EFI起爆感度最高,作用时间最短,当装药密度为60%TMD和98%TMD时,EFI的起爆感度很低;装药密度为90%TMD时,装药直径在一定范围内对EFI起爆感度及作用时间基本没有影响.     

自约束结构装药下T2/Q345爆炸焊接研究

为提高炸药爆炸能量利用率,减小焊接药量,提出利用自约束结构装药开展爆炸焊接研究.通过理论计算得到T2/Q345爆炸焊接窗口,并且以T2铜和Q345钢分别作为覆层和基层,采用双层蜂窝结构炸药作为焊接能量,开展T2/Q345爆炸焊接实验研究.研究结果表明以自约束结构的双层蜂窝炸药爆炸焊接得到的T2/Q345复合板结合性能良好,相对于爆速分别为2505 m·s-1和3512 m·s-1单层装药结构炸药,双层蜂窝炸药进行T2/Q345爆炸焊接分别可以节约54.4％和31.4％药量,并且随着碰撞点移动,T2/Q345复合界面从平直状结合转变为波形结合.     

爆炸二极管的数值模拟设计

针对工业上起爆网路早爆问题,采用数值模拟方法设计并研制了一种具有单向传爆功能的爆炸二极管。利用点火增长模型结合ANSYS/LS-DYNA有限元软件,通过调整激发药药量方式进行了正向冲击起爆模拟,采用调整延期体长度进行反向隔爆仿真模拟,最后通过正反对称实验以及飞片测速实验进行可行性验证。结果表明:该爆炸二极管可以正向稳定传递爆轰信号以及反向可靠阻断爆轰信号,而且激发药药量和延期体长度有一定范围值,其中激发药药量大于30 mg,而30 mg激发药药量下延期体长于4.0 mm。     

Ni/Al爆炸焊接界面形成的分子动力学模拟

基于分子动力学,从微观角度仿真模拟Ni/Al结合界面的爆炸焊接过程,分析结合界面形成的加载、卸载和冷却阶段的形貌和微观结构.结果表明:Ni、Al板碰撞后动能转变为内能,异种金属间互相熔合渗透形成结合界面;冲击速度越大,卸载和冷却阶段扩散变化较明显;由于极高的应变速率和热效应,Ni板、Al板和混合区分别形成了胞状位错结构、多边形位错结构、典型凝固结构;爆炸焊接中FCC、BCC结构可逆向转变,加载时初始温度越高,FCC结构的逆向转化率越高,冲击速度为1500、1750、2000 m/s时,分别提高了7.0％、15.6％、28.0％.     

铜管与钢板爆炸焊接的实验研究

介绍热交换器制造中铜管与钢板的管板爆炸焊接实验研究结果,确定铜管与钢板爆炸焊接的工艺参数,分析管板爆炸焊接界面的波形特征。实验结果表明,铜管与钢板的爆炸焊接技术是可行的,并可应用于工业生产。根据实验结果,对理论药量计算公式进行修正。     

1060-T2-Q235爆炸焊接试验及数值模拟

为改善铝-钢爆炸焊接复合板的结合质量,以T2纯铜作为中间层、Q235钢作为基板、1060铝作为复板进行了爆炸焊接试验,通过金相显微镜观察复合板界面形貌并通过拉伸试验测试其力学性能;采用ANSYS/AUTODYN软件对爆炸焊接过程进行数值模拟。试验结果表明：1060-T2与T2-Q235界面均呈波状结合;T2铜中间层的引入减少了复合板结合界面的孔洞、裂纹等微观缺陷;1060-T2-Q235爆炸焊接系统的复板动能利用率较1060-Q235系统提高了3.01%;1060-T2-Q235复合板抗拉强度为319.2MPa,满足抗拉强度要求。数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

起爆方式对战斗部破片定向性能影响的数值模拟研究

利用ANSYS／LS-DYNA软件，采用数值模拟方法，针对一虚拟的定向破片战斗部，研究了不同起爆方式对破片定向性能的影响，获得了破片在定向区域的破片数、平均速度和动能等物理量，通过分析比较不同起爆方式的密度、速度和动能增益，取得了起爆方式对破片定向性能影响的规律性认识，给出了一个工程上易于实现的、相对优越的起爆方式。     

钛-钢爆炸压接-轧制复合板的研究

为减小焊接炸药装药量,采用间隙配合的Q345燕尾槽钢板与TA2燕尾槽钛板,分别作为覆板和基板。燕尾槽的上底面、下底面和高分别为2,3,1 mm。所有燕尾槽的间隔为3 mm。间隙配合的钛板和钢板通过爆炸压接以及热轧得到尺寸为7.0 mm×300 mm×750 mm的钛-钢复合板。用力学性能检测以及微观形貌观察分析复合板界面结合质量。结果表明,间隙配合的燕尾槽钛板与钢板经爆炸压接-热轧工艺实现冶金结合,复合板界面结合良好,界面呈直线形,无金属间化合物生成,复合板弯曲性能良好。爆炸压接-热轧法制备钛-钢复合板相比爆炸焊接法可节约62.7%炸药。